לא, זה לא יהיה משעמם, כנה - במיוחד אם אתה אוהב דברים גומי נמתחים. אם תקראו, תגלו כמעט כל מה שאי פעם רציתם לדעת על איטום סיליקון חד חלק.
1) מה הם
2) איך להכין אותם
3) היכן להשתמש בהם
מָבוֹא
מהו איטום סיליקון חד חלק?
ישנם סוגים רבים של חומרי איטום בעלי ריפוי כימי - סיליקון, פוליאוריטן ופוליסולפיד הם הידועים ביותר. השם מגיע מעמוד השדרה של המולקולות המעורבות.
עמוד השדרה של הסיליקון הוא:
Si – O – Si – O – Si – O – Si
סיליקון שונה הוא טכנולוגיה חדשה (בארצות הברית לפחות) ולמעשה פירושו עמוד שדרה אורגני שנרפא בכימיה של סילאן. דוגמה לכך היא תחמוצת פוליפרופילן עם סיום אלקוקסיילאן.
כל הכימיקלים האלה יכולים להיות חלק אחד או שני חלקים, מה שקשור כמובן למספר החלקים שאתה צריך כדי שהדבר ירפא. לכן, חלק אחד פשוט אומר לפתוח את השפופרת, המחסנית או הדלי והחומר שלך יתרפא. בדרך כלל, המערכות החד-חלקיות הללו מגיבות עם הלחות באוויר והופכות לגומי.
אז, סיליקון חד חלק הוא מערכת יציבה בצינור עד שבחשיפה לאוויר היא מתרפאה לייצור גומי סיליקון.
יתרונות
לסיליקונים של חלק אחד יש יתרונות ייחודיים רבים.
-כאשר מורכבים בצורה נכונה הם מאוד יציבים ואמינים עם הידבקות ותכונות פיזיקליות מצוינות. חיי מדף (הזמן שבו אתה יכול להשאיר אותו בשפופרת לפני השימוש בו) של שנה אחת לפחות הוא נורמלי עם ניסוחים מסוימים שנמשכים שנים רבות. לסיליקונים יש גם ללא ספק את הביצועים הטובים ביותר לטווח ארוך. התכונות הפיזיקליות שלהם כמעט ולא משתנות לאורך זמן ללא השפעה מחשיפה ל-UV, ובנוסף, הם מציגים יציבות טמפרטורה מצוינת העולה על זו של חומרי איטום אחרים ב-50℃ לפחות.
סיליקונים מחלק אחד מתרפאים במהירות יחסית, בדרך כלל מפתחים עור בתוך 5 עד 10 דקות, נעשים נקיים מהדבקות תוך שעה ומתרפאים לגומי אלסטי בעומק של כ-1/10 אינץ' תוך פחות מיממה. למשטח יש תחושה גומי נחמדה.
-מכיוון שניתן להפוך אותם לשקופים שהיא תכונה חשובה בפני עצמה (שקוף הוא הצבע הנפוץ ביותר), קל יחסית להפיג אותם לכל צבע.
מגבלות
לסיליקונים יש שתי מגבלות עיקריות.
1) לא ניתן לצבוע אותם על ידי צבע על בסיס מים - זה יכול להיות מסובך גם עם צבע בסיס ממס.
2) לאחר אשפרה, חומר האיטום יכול לשחרר חלק מהפלסטיקה הסיליקון שלו, אשר בעת שימוש במפרק הרחבה לבניין, עלול ליצור כתמים מכוערים לאורך קצה המפרק.
כמובן, בגלל עצם היותו חלק אחד, לא ניתן לבצע קטע עמוק במהירות באמצעות ריפוי מכיוון שהמערכת צריכה להגיב עם האוויר ולכן מתרפא מלמעלה למטה. אם נהיה קצת יותר ספציפי, סיליקונים לא יכולים לשמש כאטם הבלעדי בחלונות זכוכית מבודדים בגלל. למרות שהם מצוינים בשמירה על מים נוזליים בתפזורת, אדי מים עוברים בקלות יחסית דרך גומי הסיליקון המתרפא וגורמים לערפל של יחידות ה-IG.
אזורי שוק ושימושים
סיליקונים חד חלקים משמשים כמעט בכל מקום ובכל מקום, כולל, למורת רוחם של חלק מבעלי הבניין, שם שתי המגבלות שהוזכרו לעיל גורמות לבעיות.
שוקי הבנייה והעשה זאת בעצמך מהווים את הנפח העיקרי ואחריהם רכב, תעשייה, אלקטרוניקה ותעופה וחלל. כמו בכל חומרי האיטום, תפקידם העיקרי של סיליקון חלק אחד הוא להדביק ולמלא את הרווח בין שני מצעים דומים או לא דומים כדי למנוע כניסת מים או טיוטות. לפעמים ניסוח כמעט לא ישתנה מלבד להפוך אותו לזרימה יותר, ואז הוא הופך לציפוי. הדרך הטובה ביותר להבדיל בין ציפוי, דבק ואיטום היא פשוטה. חומר איטום אוטם בין שני משטחים ואילו ציפוי מכסה ומגן על אחד בלבד, בעוד שדבק שומר באופן נרחב על שני משטחים יחד. חומר איטום דומה ביותר לדבק כאשר הוא משמש בזיגוג מבני או זיגוג מבודד, עם זאת, הוא עדיין מתפקד לאטום את שני המצעים בנוסף לשמירה עליהם יחד.
כימיה בסיסית
חומר איטום הסיליקון במצב לא נרפא נראה בדרך כלל כמו משחה או קרם עבה. בחשיפה לאוויר, קבוצות הקצה התגובתיות של פולימר הסיליקון עוברות הידרוליזה (מגיבות עם מים) ואז מצטרפות זו לזו, משחררות מים ויוצרות שרשראות פולימר ארוכות שממשיכות להגיב זו עם זו עד שבסופו של דבר המשחה הופכת לגומי מרשים. הקבוצה התגובתית בקצה פולימר הסיליקון מגיעה מהחלק החשוב ביותר של הפורמולה (למעט הפולימר עצמו) כלומר הצלוב. ה-crosslinker הוא זה המעניק לאיטום את תכונותיו האופייניות או ישירות כגון ריח וקצב ריפוי, או בעקיפין כגון צבע, הידבקות וכו' בגלל חומרי הגלם האחרים שניתן להשתמש בהם עם מערכות crosslinker ספציפיות כגון חומרי מילוי ומקדמי הדבקה . בחירת הצלוב הנכון היא המפתח לקביעת המאפיינים הסופיים של האיטום.
סוגי ריפוי
ישנן מספר מערכות ריפוי שונות.
1) אצטוקסי (ריח חומץ חומצי)
2) אוקסימה
3) אלקוקסי
4) בנזמיד
5) אמין
6) אמינוקסי
אוקסימים, אלקוקסים ובנזמידים (בשימוש נרחב יותר באירופה) הם מה שנקרא מערכות ניטרליות או לא חומציות. למערכות האמינים והאמינוקסי יש ריח אמוניה ובדרך כלל משתמשים בהם יותר באזורי רכב ותעשייה או ביישומי בנייה חיצוניים ספציפיים.
חומרי גלם
תכשירים כוללים מספר רכיבים שונים, חלקם אופציונליים, בהתאם לשימוש הסופי המיועד.
חומרי הגלם החיוניים היחידים הם פולימר תגובתי ו-crosslinker. עם זאת, כמעט תמיד מוסיפים חומרי מילוי, מעודדי הידבקות, פולימר לא תגובתי (מפלסטיק) וזרזים. בנוסף, ניתן להשתמש בתוספים רבים אחרים כגון משחות צבע, קוטלי פטריות, מעכבי בעירה ומייצבי חום.
ניסוחים בסיסיים
מבנה אוקסימי טיפוסי או ניסוח איטום עשה זאת בעצמך ייראה משהו כמו:
| % | ||
| Polydimethylsiloxane, OH terminated 50,000cps | 65.9 | פּוֹלִימֵר |
| Polydimethylsiloxane, trimethylterminated, 1000cps | 20 | מייחד |
| מתילטריאוקסימינוסילאן | 5 | Crosslinker |
| Aminopropyltriethoxysilane | 1 | מקדם הידבקות |
| 150 מ"ר/גרם שטח פנים סיליקה מבוזה | 8 | מִלוּי |
| דיבוטילטין דילאוראט | 0.1 | זָרָז |
| סַך הַכֹּל | 100 |
מאפיינים פיזיים
תכונות פיזיקליות אופייניות כוללות:
| התארכות (%) | 550 |
| חוזק מתיחה (MPa) | 1.9 |
| מודולוס ב-100 התארכות (MPa) | 0.4 |
| שור א קשיות | 22 |
| עור לאורך זמן (דקות) | 10 |
| זמן פנוי (דקה) | 60 |
| זמן שריטה (דקות) | 120 |
| באמצעות ריפוי (מ"מ ב-24 שעות) | 2 |
ניסוחים המשתמשים בחומרים צולבים אחרים ייראו דומים, אולי שונים ברמת המצולבים, בסוג מקדם הדבקה ובזרזי ריפוי. התכונות הפיזיקליות שלהם ישתנו מעט אלא אם כן מעורבים מאריכים שרשרת. מערכות מסוימות לא יכולות להתבצע בקלות אלא אם משתמשים בכמות גדולה של מילוי גיר. ברור שלא ניתן לייצר ניסוחים מסוג זה בסוג הצלול או השקוף.
פיתוח חומרי איטום
ישנם 3 שלבים לפיתוח איטום חדש.
1) תפיסה, ייצור ובדיקה במעבדה-כמויות קטנות מאוד
כאן, לכימאי המעבדה יש רעיונות חדשים ובדרך כלל מתחיל עם אצווה ידנית של כ-100 גרם של חומר איטום רק כדי לראות איך הוא מתרפא ואיזה סוג של גומי מיוצר. כעת יש מכונה חדשה זמינה "The Hauschild Speed Mix" מבית FlackTek Inc. מכונה מיוחדת זו אידיאלית לערבוב קבוצות קטנות אלה של 100 גרם בשניות תוך הוצאת אוויר. זה חשוב מכיוון שהוא מאפשר כעת למפתח לבדוק את המאפיינים הפיזיקליים של אצוות קטנות אלה. ניתן לערבב סיליקה מעוטרת או חומרי מילוי אחרים כגון גירים משקעים לתוך הסיליקון תוך כ-8 שניות. הוצאת האוויר מהאויר נמשכת בערך 20-25 שניות. המכונה פועלת באמצעות מנגנון צנטריפוגה א-סימטרי כפול אשר בעצם משתמש בחלקיקים עצמם כזרועות הערבוב שלהם. גודל התערובת המרבי הוא 100 גרם וקיימים מספר סוגי כוסות שונים כולל חד פעמי, מה שאומר שאין ניקוי.
המפתח בתהליך הגיבוש הוא לא רק סוגי המרכיבים, אלא גם סדר ההוספה והערבוב. באופן טבעי ההרחקה או סילוק האוויר חשובה כדי לאפשר למוצר חיי מדף, שכן בועות אוויר מכילות לחות אשר תגרום לאיטום להתרפא מבפנים.
לאחר שהכימאי השיג את סוג האיטום שנדרש ליישום הספציפי שלו, קנה המידה עד למיקסר פלנטרי של 1 רבע שיכול להפיק כ-3-4 צינורות קטנים של 110 מ"ל (3oz). זהו חומר מספיק לבדיקת חיי מדף ראשונית ובדיקת הידבקות בתוספת כל דרישות מיוחדות אחרות.
לאחר מכן הוא עשוי ללכת למכונה של 1 או 2 ליטר כדי לייצר צינורות של 8-12 10 אונקיות לבדיקות מעמיקות יותר ודגימת לקוחות. חומר האיטום מוחלף מהסיר דרך גליל מתכת לתוך המחסנית שמתאים מעל גליל האריזה. בעקבות הבדיקות הללו, הוא מוכן להגדלה.
2) קנה המידה והכוונון עדין - נפחים בינוניים
בהרחבה, תכשיר המעבדה מיוצר כעת במכונה גדולה יותר, בדרך כלל בטווח של 100-200 ק"ג או בערך תוף. לשלב זה יש שתי מטרות עיקריות
א) כדי לראות אם יש שינויים משמעותיים בין גודל 4 ק"ג לגודל גדול יותר זה שיכול לנבוע מקצבי ערבוב ופיזור, קצבי תגובה וכמויות שונות של שקיפות בתערובת, וכן
ב) לייצר מספיק חומר כדי לדגום לקוחות פוטנציאליים ולקבל משוב אמיתי על העבודה.
מכונת 50 ליטר זו שימושית מאוד גם למוצרים תעשייתיים כאשר נדרשים נפחים נמוכים או צבעים מיוחדים ויש צורך לייצר רק תוף אחד מכל סוג בכל פעם.
ישנם מספר סוגים של מכונות ערבוב. השניים הנפוצים ביותר הם מערבלים פלנטריים (כפי שמוצג לעיל) ומפזרים במהירות גבוהה. פלנטרית טובה לתערובות עם צמיגות גבוהה יותר ואילו מפזר מתפקד טוב יותר במיוחד במערכות זרימות עם צמיגות נמוכה יותר. בחומרי איטום טיפוסיים לבנייה, ניתן להשתמש בכל אחת מהמכונה כל עוד שמים לב לזמן הערבוב וליצירת חום פוטנציאלי של מפזר במהירות גבוהה.
3) כמויות ייצור בקנה מידה מלא
הייצור הסופי, שעשוי להיות אצווה או רציף, בתקווה פשוט משחזר את הניסוח הסופי משלב ההגדלה. בדרך כלל, כמות קטנה יחסית (2 או 3 אצוות או 1-2 שעות של רציפות) של חומר מיוצרת תחילה בציוד הייצור ונבדקת לפני ייצור רגיל.
בדיקה - מה ואיך לבדוק.
מַה
מאפיינים פיזיים-התארכות, חוזק מתיחה ומודולוס
הידבקות למצע מתאים
חיי מדף - גם מואצים וגם בטמפרטורת החדר
שיעורי ריפוי-עור לאורך זמן, זמן פנוי להדבקה, זמן שריטות וריפוי דרך, יציבות טמפרטורת צבעים או יציבות בנוזלים שונים כגון שמן
בנוסף, נבדקים או נבחנים מאפייני מפתח נוספים: עקביות, ריח נמוך, קורוזיביות ומראה כללי.
אֵיך
יריעת חומר איטום נמשכת החוצה ונשארת לריפוי למשך שבוע. לאחר מכן חותכים פעמון אילם מיוחד ומכניסים אותו לבודק מתיחה כדי למדוד תכונות פיזיקליות כגון התארכות, מודולוס וחוזק מתיחה. הם משמשים גם למדידת כוחות הידבקות/לכידות על דגימות שהוכנו במיוחד. בדיקות הידבקות פשוטות של כן-לא מתבצעות על ידי משיכת חרוזי חומר שנרפאו על התשתיות המדוברות.
מד Shore-A מודד את קשיות הגומי. מכשיר זה נראה כמו משקולת ומד עם נקודה הנלחצת לתוך הדגימה שנרפאה. ככל שהנקודה חודרת יותר לגומי, כך הגומי רך יותר והערך נמוך יותר. איטום בנייה טיפוסי יהיה בטווח 15-35.
עור לאורך זמן, זמנים חופשיים ומדידות עור מיוחדות אחרות מבוצעים עם האצבע או עם יריעות פלסטיק עם משקולות. הזמן עד שניתן למשוך את הפלסטיק בצורה נקייה נמדד.
עבור חיי מדף, צינורות איטום מיושנים בטמפרטורת החדר (שכמובן לוקח שנה אחת כדי להוכיח חיי מדף של שנה) או בטמפרטורות גבוהות, של 50 מעלות צלזיוס בדרך כלל למשך 1,3,5,7 שבועות וכו'. לאחר היישון תהליך (הצינור מותר להתקרר במקרה המואץ), חומר מוחלף מהצינור ונמשך לתוך יריעה שבה נותנים לו להתרפא. התכונות הפיזיקליות של הגומי שנוצר ביריעות אלו נבדקות כמו קודם. לאחר מכן, מאפיינים אלה מושווים לאלה של חומרים טריים מורכבים כדי לקבוע את חיי המדף המתאימים.
הסבר מפורט ספציפי של רוב הבדיקות הנדרשות ניתן למצוא במדריך ASTM.
כמה עצות אחרונות
סיליקונים חד חלקים הם חומרי האיטום האיכותיים ביותר שיש. יש להם מגבלות ואם נדרשות דרישות ספציפיות הם עשויים להיות מפותחים במיוחד.
חשוב לוודא שכל חומרי הגלם יבשים ככל האפשר, התכשיר יציב ושאויר יוסר בתהליך הייצור.
פיתוח ובדיקה הם בעצם אותו תהליך עבור כל איטום חלק אחד ללא קשר לסוג - רק וודא שבדקת כל נכס אפשרי לפני שאתה מתחיל לייצר כמויות ייצור ושיש לך הבנה ברורה של צרכי היישום.
בהתאם לדרישות היישום, ניתן לבחור את כימיית הריפוי הנכונה. לדוגמה, אם נבחר סיליקון וריח, קורוזיה והדבקה אינם נחשבים חשובים אך יש צורך בעלות נמוכה, אז האצטוקסי היא הדרך ללכת. עם זאת, אם מעורבים חלקי מתכת שעלולים להיות קורוזיים או נדרשת הדבקה מיוחדת לפלסטיק בצבע מבריק ייחודי אז אתה צריך אוקסימה.
[1] דייל פלאקט. תרכובות סיליקון: סילאנים וסיליקונים [M]. Gelest Inc: 433-439
* תמונה מאת OLIVIA סיליקון איטום
זמן פרסום: 31-31-2024
