Innò, questu ùn serà micca noioso, onestamente - in particulare s'è vo amate e cose di gomma elastica. Sè cuntinuate à leghje, scuprirete guasi tuttu ciò chì avete sempre vulsutu sapè nantu à i sigillanti in silicone monocomponenti.
1) Ciò ch'elli sò
2) Cumu fà li
3) Induve aduprà li
Introduzione
Chì ghjè un sigillante di silicone à una parte?
Ci sò parechji tippi di sigillanti chì polimerizanu chimicamente - u silicone, u poliuretanu è u polisulfuru sò i più cunnisciuti. U nome vene da a spina dorsale di e molecule implicate.
A spina dorsale di silicone hè:
Si – O – Si - O – Si – O – Si
U silicone mudificatu hè una nova tecnulugia (almenu in i Stati Uniti) è in realtà significa una spina dorsale organica curata cù a chimica di u silanu. Un esempiu hè l'ossidu di polipropilene terminatu cù alcossisilanu.
Tutte queste chimiche ponu esse di una o duie parte, ciò chì ovviamente si riferisce à u numeru di parti chì avete bisognu per fà chì a cosa si indurisca. Dunque, una parte significa solu apre u tubu, a cartuccia o u secchiu è u vostru materiale si indurirà. Nurmalmente, questi sistemi di una parte reagiscenu cù l'umidità di l'aria per diventà gomma.
Cusì, un silicone à una parte hè un sistema chì hè stabile in u tubu finu à chì, per esposizione à l'aria, si indurisce per pruduce una gomma di silicone.
Vantaghji
I siliconi in una parte anu parechji vantaghji unichi.
-Quandu sò cumposti currettamente, sò assai stabili è affidabili cù una adesione è proprietà fisiche eccellenti. Una durata di conservazione (u tempu chì pudete lascià in u tubu prima di aduprà) di almenu un annu hè nurmale, cù alcune formulazioni chì duranu parechji anni. I siliconi anu ancu senza dubbitu a migliore prestazione à longu andà. E so proprietà fisiche cambianu appena cù u tempu senza alcun effettu da l'esposizione à i raggi UV è, in più, mostranu una eccellente stabilità di temperatura chì supera quella di altri sigillanti di almenu 50 ℃.
I siliconi à una parte si induriscenu relativamente rapidamente, tipicamente sviluppendu una pelle in 5 à 10 minuti, diventendu senza appiccicosità in un'ora è indurendu in una gomma elastica di circa 1/10 di pollice di prufundità in menu di un ghjornu. A superficia hà una bella sensazione gommosa.
-Siccomu ponu esse resi traslucidi, chì hè una caratteristica impurtante in sè stessu (a traslucidità hè u culore più utilizatu), hè relativamente faciule di pigmentalli di qualsiasi culore.
Limitazioni
I siliconi anu duie limitazioni principali.
1) Ùn ponu esse pittati cù pittura à basa d'acqua - pò esse difficiule ancu cù a pittura à basa di solvente.
2) Dopu à a polimerizazione, u sigillante pò liberà una parte di u so plastificante siliconicu chì, quandu hè adupratu in un giuntu di dilatazione di l'edifiziu, pò creà macchie antiestetiche longu u bordu di u giuntu.
Benintesa, per via di a natura stessa d'esse una sola parte, hè impussibile d'ottene una sezione prufonda rapida per via di a polimerizazione perchè u sistema deve reagisce cù l'aria, dunque polimerizendu da cima à fondu. Per esse un pocu più specificu, i siliconi ùn ponu micca esse aduprati cum'è l'unica guarnizione in e finestre di vetru isolante perchè. Ancu s'elli sò eccellenti per mantene fora l'acqua liquida in massa, u vapore acqueo passa relativamente facilmente attraversu a gomma siliconica polimerizzata, causendu l'appannamentu di l'unità IG.
Zone di Mercatu è Usi
I siliconi à una parte sò aduprati guasi in ogni locu è in ogni locu, cumpresu, à u dispiacere di certi pruprietarii di edifici, induve e duie limitazioni citate sopra causanu prublemi.
I mercati di a custruzzione è di u bricolage rapprisentanu u vulume maiò, seguitati da l'automobile, l'industriale, l'elettronica è l'aerospaziale. Cum'è cù tutti i sigillanti, a funzione principale di i siliconi in parte hè di aderisce è di riempie u spaziu trà dui sustrati simili o dissimili per impedisce l'acqua o e correnti d'aria. Calchì volta una formulazione ùn serà guasi micca cambiata, fora di rende la più fluida, nantu à a quale diventa tandu un rivestimentu. U megliu modu per fà a differenza trà un rivestimentu, un adesivo è un sigillante hè simplice. Un sigillante sigilla trà duie superfici, mentre chì un rivestimentu copre è prutege solu una, mentre chì un adesivo mantene ampiamente inseme duie superfici. Un sigillante hè più simile à un adesivo quandu hè adupratu in vetri strutturali o vetri isolanti, ma funziona sempre per sigillà i dui sustrati in più di manteneli inseme.
Chimica di Base
U sigillante di silicone in u statu micca polimerizatu pare nurmalmente una pasta spessa o una crema. À l'esposizione à l'aria, i gruppi terminali reattivi di u polimeru di silicone idrolizanu (reagiscenu cù l'acqua) è dopu si uniscenu trà di elli, liberendu acqua è furmendu lunghe catene di polimeri chì cuntinueghjanu à reagisce trà di elli finu à chì a pasta si trasforma in una gomma impressiunante. U gruppu reattivu à l'estremità di u polimeru di silicone vene da a parte più impurtante di a formulazione (escludendu u polimeru stessu) vale à dì u reticolante. Hè u reticolante chì dà à u sigillante e so proprietà caratteristiche sia direttamente cum'è l'odore è a velocità di polimerizazione, sia indirettamente cum'è u culore, l'adesione, ecc. per via di l'altre materie prime chì ponu esse aduprate cù sistemi di reticolanti specifici cum'è riempitivi è promotori di adesione. A scelta di u reticolante ghjustu hè chjave per determinà e proprietà finali di u sigillante.
Tipi di stagionatura
Ci sò parechji sistemi di stagionatura diversi.
1) Acetossiu (odore d'acitu acidicu)
2) Ossima
3) Alcossidu
4) Benzamide
5) Amina
6) Aminoxy
L'ossimi, l'alcossie è i benzamidi (più largamente usati in Europa) sò i cosiddetti sistemi neutri o non acidi. I sistemi amine è aminossi anu un odore d'ammoniaca è sò tipicamente usati più in l'area automobilistica è industriale o in applicazioni specifiche di custruzzione esterna.
Materie prime
E formulazioni cumprendenu parechji cumpunenti diversi, alcuni di i quali sò opzionali, secondu l'usu finale previstu.
L'uniche materie prime assolutamente essenziali sò u polimeru reattivu è l'agente reticolante. Tuttavia, i riempitivi, i promotori di adesione, u polimeru non reattivu (plastificante) è i catalizatori sò guasi sempre aghjunti. Inoltre, parechji altri additivi ponu esse aduprati cum'è paste di culore, fungicidi, ritardanti di fiamma è stabilizzanti di calore.
Formulazioni basiche
Una custruzzione tipica di oxima o una formulazione di sigillante fai-da-te serà simile à:
| % | ||
| Polidimetilsilossanu, terminatu cù OH 50.000 cps | 65,9 | Polimeru |
| Polidimetilsilossanu, trimetilterminatu, 1000 cps | 20 | Plastificante |
| Metiltrioximinosilanu | 5 | Reticolante |
| Aminopropiltrietossisilano | 1 | Promotore d'adesione |
| 150 m²/g di superficia di silice pirogenica | 8 | Riempitore |
| Dilauratu di dibutilstagnu | 0.1 | Catalizzatore |
| Tutale | 100 |
Proprietà fisiche
E proprietà fisiche tipiche includenu:
| Allungamentu (%) | 550 |
| Resistenza à a trazione (MPa) | 1.9 |
| Modulu à 100 Allungamentu (MPa) | 0,4 |
| Durezza Shore A | 22 |
| Pelle cù u tempu (min) | 10 |
| Tempu senza adesivu (min) | 60 |
| Tempu di scratch (min) | 120 |
| Cura à traversu (mm in 24 ore) | 2 |
E formulazioni chì utilizanu altri agenti di reticolazione saranu simili, forse differendu in u livellu di l'agente di reticolazione, u tipu di promotore d'adesione è i catalizatori di polimerizazione. E so proprietà fisiche varieranu ligeramente, à menu chì ùn sianu implicati estensori di catena. Certi sistemi ùn ponu esse fatti facilmente, à menu chì ùn si utilizzi una grande quantità di riempitivu di gesso. Sti tipi di formulazioni ùn ponu ovviamente esse pruduciuti in u tipu chjaru o traslucidu.
Sviluppà sigillanti
Ci sò 3 tappe per u sviluppu di un novu sigillante.
1) Cuncepimentu, pruduzzione è prova in laburatoriu - volumi assai chjuchi
Quì, u chimicu di laburatoriu hà idee nove è tipicamente principia cù un lottu manuale di circa 100 grammi di sigillante solu per vede cumu si indurisce è chì tipu di gomma hè prodotta. Avà ci hè una nova macchina dispunibule "The Hauschild Speed Mix" da FlackTek Inc. Sta macchina specializata hè ideale per mischjà questi picculi lotti di 100 g in pochi secondi mentre espelle l'aria. Questu hè impurtante postu chì permette avà à u sviluppatore di testà effettivamente e proprietà fisiche di questi picculi lotti. A silice pirogenica o altri riempitivi cum'è i gessi precipitati ponu esse mischiati in u silicone in circa 8 secondi. A disaerazione dura circa 20-25 secondi. A macchina funziona per mezu di un mecanismu di centrifuga asimmetrica doppia chì usa basicamente e particelle stesse cum'è i so bracci di mischju. A dimensione massima di a miscela hè di 100 grammi è parechji tipi di tazze sò dispunibili, cumprese quelle usa e getta, ciò chì significa assolutamente nisuna pulizia.
A chjave in u prucessu di furmulazione ùn hè micca solu u tipu d'ingredienti, ma ancu l'ordine di l'aghjunta è i tempi di mischju. Naturalmente, l'esclusione o a rimuzione di l'aria hè impurtante per permette à u pruduttu di avè una durata di conservazione, postu chì e bolle d'aria cuntenenu umidità chì farà chì u sigillante si indurisca da l'internu.
Una volta chì u chimicu hà ottenutu u tipu di sigillante necessariu per a so applicazione particulare, a scala ghjunghje à un miscelatore planetariu di 1 quartu chì pò pruduce circa 3-4 picculi tubi di 110 ml (3 oz). Questu hè materiale sufficiente per a prova iniziale di durata di conservazione è a prova di adesione, più qualsiasi altra esigenza speciale.
Dopu pò andà à una macchina di 1 o 2 galloni per pruduce 8-12 tubi di 10 once per testi più approfonditi è campionamentu di i clienti. U sigillante hè estrusu da u vasettu attraversu un cilindru metallicu in a cartuccia chì si adatta sopra u cilindru di imballaggio. Dopu à sti testi, hè prontu per l'aumentu di scala.
2) Scale-up è fine tuning-volumi medii
In a scala crescente, a formulazione di laburatoriu hè avà prudutta nantu à una macchina più grande, tipicamente in a gamma di 100-200 kg o circa un tamburu. Questa tappa hà dui scopi principali.
a) per vede s'ellu ci sò cambiamenti significativi trà a taglia di 4 lb è sta taglia più grande chì ponu risultà da i tassi di mischju è di dispersione, i tassi di reazione è e diverse quantità di purezza in a mistura, è
b) per pruduce abbastanza materiale per campionà i clienti potenziali è per ottene un veru feedback in u travagliu.
Questa macchina di 50 galloni hè ancu assai utile per i prudutti industriali quandu sò richiesti bassi volumi o culori speciali è solu circa un tamburu di ogni tipu deve esse pruduttu à a volta.
Ci sò parechji tippi di macchine miscelatrici. I dui più cumunimenti usati sò i miscelatori planetarii (cum'è mostratu sopra) è i dispersori à alta velocità. Un planetariu hè bonu per e miscele à più alta viscosità, mentre chì un dispersore funziona megliu in particulare in i sistemi fluidi à bassa viscosità. In i sigillanti di custruzzione tipici, una di e duie macchine pò esse aduprata basta chì si presti attenzione à u tempu di miscelazione è à a putenziale generazione di calore di un dispersore à alta velocità.
3) Quantità di pruduzzione à scala piena
A pruduzzione finale, chì pò esse in batch o cuntinua, si spera chì riproduce solu a formulazione finale da a tappa di scalata. Di solitu, una quantità relativamente chjuca (2 o 3 batch o 1-2 ore di cuntinuu) di materiale hè prudutta prima in l'attrezzatura di pruduzzione è verificata prima di a pruduzzione nurmale.
Test - Chì è cumu testà.
Chì
Proprietà fisiche - Allungamentu, Resistenza à a trazione è Modulu
Adesione à u sustratu adattatu
Durata di conservazione - sia accelerata sia à temperatura ambiente
Tassi di polimerizazione - Pelle in u tempu, tempu senza appiccicazione, tempu di graffiu è polimerizazione integrale, stabilità di a temperatura di i culori o stabilità in diversi fluidi cum'è l'oliu
Inoltre, altre proprietà chjave sò verificate o osservate: consistenza, odore bassu, corrosività è aspettu generale.
Cumu
Un fogliu di sigillante hè tiratu fora è lasciatu à indurisce per una settimana. Una campana manubriale speciale hè tandu tagliata è messa in un Tensile Tester per misurà e proprietà fisiche cum'è l'allungamentu, u modulu è a resistenza à a trazione. Sò ancu aduprati per misurà e forze di adesione/coesione nantu à campioni preparati apposta. Semplici testi di adesione sì-nò sò realizati tirendu perle di materiale induritu nantu à i sustrati in quistione.
Un misuratore Shore-A misura a durezza di a gomma. Stu dispusitivu s'assumiglia à un pesu è à un calibru cù una punta chì preme in u campione induritu. Più a punta penetra in a gomma, più a gomma hè dolce è più bassu hè u valore. Un sigillante di custruzzione tipicu serà in a gamma 15-35.
I tempi di cut-over di a pelle, i tempi senza appiccicaticcia è altre misurazioni speciali di a pelle sò realizate sia cù u ditu sia cù fogli di plastica cù pesi. Si misura u tempu prima chì a plastica possi esse cacciata pulitamente.
Per a durata di conservazione, i tubi di sigillante sò invechjati sia à temperatura ambiente (chì naturalmente ci vole 1 annu per pruvà una durata di conservazione di 1 annu) sia à temperature elevate, tipicamente di 50 ℃ per 1, 3, 5, 7 settimane ecc. Dopu à u prucessu di invechjamentu (u tubu hè lasciatu raffreddà in u casu acceleratu), u materiale hè estrusu da u tubu è tiratu in un fogliu induve hè permessu di indurisce. E proprietà fisiche di a gomma furmata in questi fogli sò testate cum'è prima. Queste proprietà sò poi paragunate à quelle di i materiali appena cumposti per determinà a durata di conservazione adatta.
Una spiegazione dettagliata specifica di a maiò parte di i testi richiesti pò esse truvata in u manuale ASTM.
Alcuni Cunsiglii Finali
I siliconi à una parte sò i sigillanti di a più alta qualità dispunibili. Anu limitazioni è, se sò richiesti requisiti specifici, ponu esse sviluppati apposta.
Hè chjave per assicurassi chì tutte e materie prime sianu u più secche pussibule, chì a formulazione sia stabile è chì l'aria sia eliminata in u prucessu di pruduzzione.
U sviluppu è a prova hè basicamente u listessu prucessu per qualsiasi sigillante di una sola parte, indipendentemente da u tipu - basta à assicurassi di avè verificatu ogni pruprietà pussibule prima di cumincià à fà quantità di pruduzzione è di avè una chiara comprensione di i bisogni di l'applicazione.
Sicondu i requisiti di l'applicazione, si pò sceglie a chimica di polimerizazione curretta. Per esempiu, s'è si sceglie un silicone è l'odore, a currusione è l'adesione ùn sò micca cunsiderati impurtanti, ma hè necessariu un costu bassu, allora l'acetossidu hè a strada da seguità. Tuttavia, s'è sò implicate parti metalliche chì ponu esse curruse o s'è hè necessaria una adesione speciale à a plastica in un culore lucidu unicu, allora avete bisognu di un'ossima.
[1] Dale Flackett. Cumposti di siliciu: Silani è Siliconi [M]. Gelest Inc: 433-439
* Foto da u sigillante di silicone OLIVIA
Data di publicazione: 31 di marzu di u 2024
