Nei, þetta verður ekki leiðinlegt, satt að segja - sérstaklega ef þú elskar teygjanlegt gúmmí. Ef þú lest áfram munt þú komast að nánast öllu sem þú hefur einhvern tíma viljað vita um einþátta sílikonþéttiefni.
1) Hvað þau eru
2) Hvernig á að búa þau til
3) Hvar á að nota þau
Inngangur
Hvað er einsþátta sílikonþéttiefni?
Það eru til margar gerðir af efnaherðandi þéttiefnum - kísill, pólýúretan og pólýsúlfíð eru þekktust. Nafnið kemur frá burðarás sameindanna sem um ræðir.
Kísilhryggurinn er:
Si – O – Si – O – Si – O – Si
Breytt sílikon er ný tækni (að minnsta kosti í Bandaríkjunum) og þýðir í raun lífrænt efni sem er hert með sílanefnafræði. Dæmi er pólýprópýlenoxíð með alkoxýsílan-endansetningu.
Allar þessar efnasamsetningar geta verið annað hvort einþátta eða tveggja þátta, sem augljóslega tengist fjölda þátta sem þarf til að fá hlutinn til að harðna. Þess vegna þýðir einn þáttur einfaldlega að opna rörið, rörlykjuna eða fötuna og efnið harðnar. Venjulega hvarfast þessi einþátta kerfi við raka í loftinu og verða að gúmmíi.
Svo, einþátta sílikon er kerfi sem er stöðugt í rörinu þar til það, við útsetningu fyrir lofti, harðnar til að framleiða sílikongúmmí.
Kostir
Einþátta sílikon hefur marga einstaka kosti.
-Þegar þau eru rétt blandað saman eru þau mjög stöðug og áreiðanleg með frábæra viðloðun og eðliseiginleika. Geymsluþol (tíminn sem þú getur látið þau vera í túpunni áður en þú notar þau) er að minnsta kosti eitt ár er eðlilegt og sumar blöndur endast í mörg ár. Sílikon hafa einnig án efa bestu langtímaárangurinn. Eðliseiginleikar þeirra breytast varla með tímanum án áhrifa frá útfjólubláum geislum og að auki sýna þau framúrskarandi hitastöðugleika sem er að minnsta kosti 50°C betri en önnur þéttiefni.
-Einsþátta sílikon harðnar tiltölulega hratt, myndar yfirleitt húð á 5 til 10 mínútum, verður klístralaust innan klukkustundar og harðnar í teygjanlegt gúmmí sem er um 1/10 tommu djúpt á innan við einum degi. Yfirborðið hefur fallega gúmmíkennda áferð.
-Þar sem hægt er að gera þau gegnsæ, sem er mikilvægur eiginleiki í sjálfu sér (gagnsæ er mest notaði liturinn), er tiltölulega auðvelt að lita þau í hvaða lit sem er.
Takmarkanir
Sílikon hefur tvær megin takmarkanir.
1) Ekki er hægt að mála þau með vatnsleysanlegri málningu - það getur líka verið erfitt með leysiefnamálningu.
2) Eftir að þéttiefnið harðnar getur það losað sig úr sílikonmýkingarefninu sem getur, þegar það er notað í þenslufugum í byggingum, valdið ljótum blettum meðfram brún fugunnar.
Auðvitað, vegna eðlis glersins sem einn hluti, er ómögulegt að fá skjóta djúpa þjöppun í gegnum þjöppun því kerfið þarf að bregðast við loftinu og því herða það ofan frá og niður. Nánar tiltekið má ekki nota sílikon sem eina þéttiefnið í einangruðum glergluggum vegna þess að... Þótt þau séu frábær til að halda lausu vatni frá, fer vatnsgufa tiltölulega auðveldlega í gegnum herta sílikongúmmíið sem veldur því að þjöppunareiningarnar móða.
Markaðssvæði og notkun
Einþátta sílikon er notað nánast alls staðar, þar á meðal, sumum byggingareigendum til mikillar óánægju, þar sem þessar tvær takmarkanir sem nefndar eru hér að ofan valda vandamálum.
Byggingariðnaður og „gerðu það sjálfur“-markaðurinn er stærstur, þar á eftir kemur bílaiðnaður, iðnaður, rafeindatækni og flug- og geimferðaiðnaður. Eins og með öll þéttiefni er aðalhlutverk sílikons að festast við og fylla bilið á milli tveggja svipaðra eða ólíkra undirlaga til að koma í veg fyrir að vatn eða trekk komist í gegn. Stundum er varla hægt að breyta efnasamsetningu öðruvísi en að gera hana fljótandi sem síðan verður að húðun. Besta leiðin til að greina á milli húðunar, líms og þéttiefnis er einföld. Þéttiefni þéttir á milli tveggja yfirborða en húðun hylur og verndar aðeins annan á meðan lím heldur tveimur yfirborðum saman. Þéttiefni er líkast lími þegar það er notað í burðarglerjun eða einangrunarglerjun, en það virkar samt sem áður til að þétta undirlögin tvö auk þess að halda þeim saman.
Grunnatriði í efnafræði
Óhert sílikonþéttiefni lítur venjulega út eins og þykkt mauk eða krem. Við útsetningu fyrir lofti vatnsrofna hvarfgjörnu endahóparnir á sílikonfjölliðunni (hvarfast við vatn) og sameinast síðan hver við annan, sem losar vatn og myndar langar fjölliðukeðjur sem halda áfram að hvarfast hver við aðra þar til maukið að lokum breytist í glæsilegt gúmmí. Hvarfgjörni hópurinn á enda sílikonfjölliðunnar kemur frá mikilvægasta hluta efnablöndunnar (að fjölliðunni sjálfri undanskildri), þ.e. þverbindiefninu. Það er þverbindið sem gefur þéttiefninu eiginleika sína, annað hvort beint eins og lykt og herðingarhraða, eða óbeint eins og lit, viðloðun o.s.frv. vegna annarra hráefna sem kunna að vera notuð með tilteknum þverbindikerfum eins og fylliefnum og viðloðunarhvötum. Val á réttu þverbindiefni er lykilatriði til að ákvarða lokaeiginleika þéttiefnisins.
Tegundir herðingar
Það eru til nokkur mismunandi herðingarkerfi.
1) Asetoxý (lykt af súru ediki)
2) Oxím
3) Alkoxý
4) Bensamíð
5) Amín
6) Amínoxý
Oxím, alkoxý og bensamíð (sem eru meira notuð í Evrópu) eru svokölluð hlutlaus eða ósýru kerfi. Amín og amínoxý kerfin hafa ammóníaklykt og eru yfirleitt notuð meira í bílaiðnaði og iðnaði eða í sérstökum byggingarframkvæmdum utandyra.
Hráefni
Formúlur samanstanda af nokkrum mismunandi íhlutum, sumir hverjir eru valfrjálsir, allt eftir fyrirhugaðri notkun.
Eina algerlega nauðsynlega hráefnið er hvarfgjörn fjölliða og þverbindandi efni. Hins vegar er næstum alltaf bætt við fylliefnum, viðloðunarefnum, óhvarfgjörnum (mýkjandi) fjölliðum og hvata. Að auki er hægt að nota mörg önnur aukefni eins og litarefni, sveppalyf, logavarnarefni og hitastöðugleikaefni.
Grunnformúlur
Dæmigerð oxímsmíði eða heimagerð þéttiefni mun líta eitthvað svona út:
| % | ||
| Pólýdímetýlsíloxan, OH-endaður 50.000 cps | 65,9 | Fjölliða |
| Pólýdímetýlsíloxan, trímetýl-enda, 1000 cps | 20 | Mýkingarefni |
| Metýltríoxímínósílan | 5 | Þverbindandi efni |
| Amínóprópýltríetoxýsílan | 1 | Viðloðunarörvandi |
| 150 fermetrar/g yfirborðsflatarmál reyktur kísil | 8 | Fylliefni |
| Díbútýltín dílaurat | 0,1 | Katalýsi |
| Samtals | 100 |
Eðlisfræðilegir eiginleikar
Dæmigert eðlisfræðilegt einkenni eru meðal annars:
| Lenging (%) | 550 |
| Togstyrkur (MPa) | 1.9 |
| Teygjustuðull við 100 teygju (MPa) | 0,4 |
| Shore A hörku | 22 |
| Húð með tímanum (mín.) | 10 |
| Tími til að losa sig við grip (mín.) | 60 |
| Skraptími (mín.) | 120 |
| Í gegnum herðingu (mm á 24 klukkustundum) | 2 |
Formúlur sem nota önnur þverbindiefni munu líta svipaðar út, hugsanlega mismunandi hvað varðar magn þverbindiefnisins, gerð viðloðunarhvata og herðingarhvata. Eðliseiginleikar þeirra munu vera örlítið mismunandi nema keðjulengingarefni séu notuð. Sum kerfi er ekki auðvelt að búa til nema mikið magn af krítarfylliefni sé notað. Þess konar formúlur er augljóslega ekki hægt að framleiða í gegnsæju eða gegnsæju formi.
Þróun þéttiefna
Það eru þrjú stig í þróun nýs þéttiefnis.
1) Hugmynd, framleiðsla og prófanir í rannsóknarstofu - mjög lítið magn
Hér fær efnafræðingurinn í rannsóknarstofunni nýjar hugmyndir og byrjar venjulega með handblöndun upp á um 100 grömm af þéttiefni bara til að sjá hvernig það harðnar og hvers konar gúmmí er framleitt. Nú er ný vél fáanleg, „The Hauschild Speed Mix“ frá FlackTek Inc. Þessi sérhæfða vél er tilvalin til að blanda þessum litlu 100 grömmum á nokkrum sekúndum og jafnframt lofti. Þetta er mikilvægt þar sem hún gerir forritaranum nú kleift að prófa eðliseiginleika þessara litlu skammta. Reykt kísil eða önnur fylliefni eins og útfelld krít er hægt að blanda saman við sílikonið á um 8 sekúndum. Loftræsting tekur um 20-25 sekúndur. Vélin virkar með tvöfaldri ósamhverfri skilvindu sem notar í grundvallaratriðum agnirnar sjálfar sem sína eigin blöndunararma. Hámarksstærð blöndunnar er 100 grömm og nokkrar mismunandi gerðir af bollum eru fáanlegar, þar á meðal einnota, sem þýðir að engin þrif eru nauðsynleg.
Lykilatriði í samsetningarferlinu er ekki bara tegund innihaldsefna, heldur einnig röðin við íblöndun og blöndunartíma. Að sjálfsögðu er mikilvægt að útiloka eða fjarlægja loft til að tryggja geymsluþol vörunnar, þar sem loftbólur innihalda raka sem veldur því að þéttiefnið harðnar innan frá.
Þegar efnafræðingurinn hefur fundið þá tegund þéttiefnis sem þarf fyrir viðkomandi notkun, þá getur hann hækkað í 1 lítra hrærivél sem getur framleitt um 3-4 litlar 110 ml (3 únsur) túpur. Þetta er nægilegt efni fyrir upphaflega geymsluþolsprófanir og viðloðunarprófanir auk annarra sérkrafna.
Hann gæti síðan farið í 1 eða 2 gallna vél til að framleiða 8-12 10 aura túpur fyrir ítarlegri prófanir og sýnatöku frá viðskiptavinum. Þéttiefnið er þrýst úr ílátinu í gegnum málmhólk og inn í rörlykjuna sem passar yfir umbúðahólkinn. Eftir þessar prófanir er hann tilbúinn til uppskalunar.
2) Uppskalun og fínstilling - meðalstórt magn
Í uppskaluninni er rannsóknarstofublöndunni nú framleitt í stærri vél, yfirleitt á bilinu 100-200 kg eða um það bil tunnu. Þetta skref hefur tvö megintilgang.
a) til að sjá hvort einhverjar marktækar breytingar séu á milli 4 punda stærðarinnar og þessarar stærri stærðar sem geta stafað af blöndunar- og dreifingarhraða, hvarfhraða og mismunandi magni af rýrnun í blöndunni, og
b) að framleiða nægilegt efni til að taka sýnishorn af væntanlegum viðskiptavinum og fá raunveruleg viðbrögð við vinnunni.
Þessi 50 gallna vél er einnig mjög gagnleg fyrir iðnaðarvörur þegar lítið magn eða sérstakar litir eru nauðsynlegar og aðeins þarf að framleiða um eina tromlu af hverri gerð í einu.
Til eru nokkrar gerðir af blöndunarvélum. Tvær algengustu eru reikistjörnublöndunartæki (eins og sýnt er hér að ofan) og hraðdreifingartæki. Reikistjörnublöndunartæki hentar vel fyrir blöndur með hærri seigju en dreifitæki virkar betur, sérstaklega í flæðikerfum með lægri seigju. Í dæmigerðum byggingarþéttiefnum er hægt að nota hvora vélina sem er svo framarlega sem hugað er að blöndunartíma og hugsanlegri varmamyndun hraðdreifingartækisins.
3) Framleiðslumagn í fullri stærð
Lokaframleiðslan, sem getur verið í lotu- eða samfelldri framleiðslu, endurskapar vonandi einfaldlega lokaútgáfuna úr uppskalunarstiginu. Venjulega er tiltölulega lítið magn (2 eða 3 lotur eða 1-2 klukkustundir samfellt) af efni fyrst framleitt í framleiðslubúnaðinum og athugað áður en venjuleg framleiðsla hefst.
Prófanir - Hvað og hvernig á að prófa.
Hvað
Eðliseiginleikar - lenging, togstyrkur og teygjustyrkur
Viðloðun við viðeigandi undirlag
Geymsluþol - bæði hraðað og við stofuhita
Herðingarhraði - Húð með tímanum, klístrunstími, risputími og í gegnumherðingu, litarhitastig, stöðugleiki eða stöðugleiki í ýmsum vökvum eins og olíu.
Að auki eru aðrir lykileiginleikar athugaðir eða athugaðir: áferð, lítil lykt, tæringarhæfni og almennt útlit.
Hvernig
Þéttiefnisblað er dregið út og látið harðna í viku. Sérstök handlóð eru síðan skorin út og sett í togþolsprófara til að mæla eðliseiginleika eins og teygju, teygjustuðul og togstyrk. Þau eru einnig notuð til að mæla viðloðunar-/samloðunarkraft á sérstaklega undirbúnum sýnum. Einföld já-nei viðloðunarpróf eru framkvæmd með því að toga í perlur af efni sem hafa hert sig á viðkomandi undirlag.
Shore-A mælir hörku gúmmísins. Þetta tæki lítur út eins og lóð og mælitæki með oddi sem þrýstist inn í herta sýnið. Því meira sem oddininn fer inn í gúmmíið, því mýkra er gúmmíið og því lægra er gildið. Algengt byggingarþéttiefni er á bilinu 15-35.
Húðmælingar, tími til að losna við klístur og aðrar sérstakar húðmælingar eru annað hvort gerðar með fingri eða með plastplötum með lóðum. Mælt er tíminn sem líður þar til plastið er hægt að fjarlægja hreint.
Til að tryggja geymsluþol eru túpur af þéttiefni annaðhvort látnar þroskast við stofuhita (sem tekur náttúrulega eitt ár að staðfesta geymsluþol) eða við hækkað hitastig, yfirleitt 50°C, í 1, 3, 5, 7 vikur o.s.frv. Eftir öldrunarferlið (túpunni leyft að kólna í hraðaðri tilfellum) er efnið pressað úr túpunni og dregið í plötu þar sem því er leyft að harðna. Eðliseiginleikar gúmmísins sem myndast í þessum plötum eru prófaðir eins og áður. Þessir eiginleikar eru síðan bornir saman við eiginleika nýblandaðra efna til að ákvarða viðeigandi geymsluþol.
Nánari útskýringar á flestum prófunum sem krafist er er að finna í ASTM handbókinni.
Nokkur lokaráð
Einþátta sílikon eru hágæða þéttiefni sem völ er á. Þau hafa þó takmarkanir og ef sérstakar kröfur eru gerðar má þróa þau sérstaklega.
Það er lykilatriði að tryggja að allt hráefnið sé eins þurrt og mögulegt er, að formúlan sé stöðug og að loft sé fjarlægt í framleiðsluferlinu.
Þróun og prófun er í grundvallaratriðum sama ferlið fyrir hvaða þéttiefni sem er, óháð gerð - vertu bara viss um að þú hafir athugað alla mögulega eiginleika áður en þú byrjar að framleiða magn og að þú hafir skýra skilning á þörfum notkunarinnar.
Eftir því hvaða notkunarskilyrði eru notuð er hægt að velja rétta herðingarefnafræði. Til dæmis, ef sílikon er valið og lykt, tæring og viðloðun eru ekki talin mikilvæg en lágur kostnaður er nauðsynlegur, þá er asetoxý rétti kosturinn. Hins vegar, ef um málmhluta er að ræða sem gætu tærst eða ef sérstök viðloðun við plast er nauðsynleg í einstökum glansandi lit, þá þarftu oxím.
[1] Dale Flackett. Kísilefnasambönd: Sílan og sílikon [M]. Gelest Inc: 433-439
* Mynd frá OLIVIA sílikonþéttiefni
Birtingartími: 31. mars 2024
