Pašlaik tirgū ir pieejami daudzi izplatīti vienkomponentu reaktīvo elastīgo hermētiķu veidi, galvenokārt silikona un poliuretāna hermētiķu produkti. Dažādiem elastīgo hermētiķu veidiem ir atšķirības to aktīvajās funkcionālajās grupās un sacietējušajās galvenajās ķēdes struktūrās. Tā rezultātā pastāv vairāk vai mazāk ierobežojumi to piemērojamībā un jomās. Šeit mēs iepazīstinām ar vairāku izplatītu vienkomponentu reaktīvo elastīgo hermētiķu sacietēšanas mehānismiem un salīdzinām dažādu elastīgo hermētiķu veidu priekšrocības un trūkumus, lai padziļinātu mūsu izpratni un izdarītu atbilstošu izvēli praktiskajā pielietojumā.
1. Parasts vienkomponenta reaktīva elastīga hermētiķa sacietēšanas mehānisms
Parastie vienkomponentu reaktīvie elastīgie hermētiķi galvenokārt ietver: silikonu (SR), poliuretānu (PU), ar sililgrupām modificētu poliuretānu (SPU), ar sililgrupām terminētu poliēteri (MS). Prepolimēram ir dažādas aktīvās funkcionālās grupas un dažādi sacietēšanas reakcijas mehānismi.
1.1Silikona elastomēra hermētiķa sacietēšanas mehānisms
1. attēls. Silikona hermētiķa sacietēšanas mehānisms
Izmantojot silikona hermētiķus, prepolimērs reaģē ar nelielu mitruma daudzumu gaisā un pēc tam katalizatora iedarbībā sacietē vai vulkanizējas. Blakusprodukti ir mazmolekulāras vielas. Mehānisms ir parādīts 1. attēlā. Atkarībā no dažādajām mazmolekulārajām vielām, kas izdalās sacietēšanas laikā, silikona hermētiķus var iedalīt arī deskābināšanas, deketoksīma un dealkoholizācijas tipa hermētiķos. Šo silikona līmes veidu priekšrocības un trūkumi ir apkopoti 1. tabulā.
1. tabula. Vairāku silikona līmju veidu priekšrocību un trūkumu salīdzinājums
1.2 Poliuretāna elastīgā hermētiķa sacietēšanas mehānisms
Vienkomponenta poliuretāna hermētiķis (PU) ir polimēra veids, kas satur atkārtotus uretāna segmentus (-NHCOO-) molekulas galvenajā ķēdē. Sacietēšanas mehānisms ir tāds, ka izocianāts reaģē ar ūdeni, veidojot nestabilu starpproduktu karbamātu, kas pēc tam ātri sadalās, veidojot CO2 un amīnu, un pēc tam amīns reaģē ar izocianāta pārpalikumu sistēmā un visbeidzot veido elastomēru ar tīklveida struktūru. Tā sacietēšanas reakcijas formula ir šāda:
1. attēls. Poliuretāna hermētiķa sacietēšanas reakcijas mehānisms
1.3 Silāna modificēta poliuretāna hermētiķa sacietēšanas mehānisms
3. attēls. Ar silānu modificēta poliuretāna hermētiķa sacietēšanas reakcijas mehānisms
Ņemot vērā dažus poliuretāna hermētiķu trūkumus, poliuretāns nesen ir modificēts ar silānu, lai sagatavotu līmes, veidojot jauna veida hermētiķa līmi ar poliuretāna struktūras galveno ķēdi un alkoksisilāna gala grupu, ko sauc par silāna modificētu poliuretāna hermētiķi (SPU). Šāda veida hermētiķa sacietēšanas reakcija ir līdzīga silikona reakcijai, tas ir, alkoksigrupas reaģē ar mitrumu, pakļaujoties hidrolīzei un polikondensācijai, veidojot stabilu Si-O-Si trīsdimensiju tīkla struktūru (3. attēls). Tīkla šķērssaites punkti un starp šķērssaites punktiem ir poliuretāna elastīgas segmentu struktūras.
1.4 Sililgrupām piesaistītu poliētera hermētiķu sacietēšanas mehānisms
Sililgrupu saturošs poliētera hermētiķis (MS) ir vienkomponenta elastīga līme, kuras pamatā ir silāna modifikācija. Tas apvieno gan poliuretāna, gan silikona priekšrocības, ir jaunas paaudzes līmes hermētiķu produkti, kas nesatur PVC, silikona eļļu, izocianātu un šķīdinātāju. MS līme reaģē ar gaisa mitrumu istabas temperatūrā, lai silanizētais polimērs ar -Si(OR)₃ vai -SIR(OR)₃ struktūru ķēdes galā hidrolizētos un šķērssaistītos elastomērā ar Si-O-Si tīkla struktūru, lai panāktu blīvēšanas un līmēšanas efektu. Sacietēšanas reakcijas process ir šāds:
4. attēls. Sililgrupām terminēta poliētera hermētiķa sacietēšanas mehānisms
2. Izplatītāko vienkomponentu reaktīvo elastīgo hermētiķu priekšrocību un trūkumu salīdzinājums
2.1 Silikona hermētiķu priekšrocības un trūkumi
⑴Silikona hermētiķa priekšrocības:
① Lieliska izturība pret laikapstākļiem, skābekļa izturība, ozona izturība un ultravioletā starojuma izturība; ② Laba elastība zemā temperatūrā.
⑵Silikona hermētiķa trūkumi:
①Slikta atjaunošanas kvalitāte un krāsojamība; ②Zema plīšanas izturība; ③Nepietiekama eļļas izturība; ④Nav izturīgs pret caurduršanu; ⑤Līmes slānis viegli rada eļļainu filtrātu, kas piesārņo betonu, akmeni un citas irdenas virsmas.
2.2 Poliuretāna hermētiķu priekšrocības un trūkumi
⑴Poliuretāna hermētiķa priekšrocības:
① Laba saķere ar dažādiem substrātiem; ② Lieliska elastība zemā temperatūrā; ③ Laba elastība un lieliskas atjaunošanās īpašības, piemērotas dinamiskām šuvēm; ④ Augsta mehāniskā izturība, lieliska nodilumizturība, eļļas izturība un bioloģiskā novecošanās izturība; ⑤ Lielākā daļa vienkomponenta mitrumā cietējošo poliuretāna hermētiķu nesatur šķīdinātājus un nepiesārņo substrātu un vidi; ⑥ Hermētiķa virsmu var krāsot, un to ir viegli lietot.
⑵Poliuretāna hermētiķa trūkumi:
① Sacietējot augstā temperatūrā un mitrumā relatīvi ātri, viegli rodas burbuļi, kas ietekmē hermētiķa veiktspēju; ② Līmējot un blīvējot neporainu virsmu (piemēram, stikla, metāla utt.) komponentus, parasti ir nepieciešama grunts; ③ Sekla Krāsas formula ir uzņēmīga pret UV novecošanos, un līmes uzglabāšanas stabilitāti ievērojami ietekmē iepakojums un ārējie apstākļi; ④ Karstumizturība un novecošanās izturība ir nedaudz nepietiekama.
2.3 Silāna modificētu poliuretāna hermētiķu priekšrocības un trūkumi
⑴Silāna modificēta poliuretāna hermētiķa priekšrocības:
① Sacietējot neveidojas burbuļi; ② Piemīt laba elastība, izturība pret hidrolīzi un ķīmiskā izturība; ③ Lieliska izturība pret laikapstākļiem, karstumizturība, novecošanās izturība, produkta uzglabāšanas stabilitāte; ④ Plaša pielāgošanās spēja dažādiem substrātiem, līmējot Parasti gruntējums nav nepieciešams; ⑤ Virsmu var krāsot.
⑵Silāna modificēta poliuretāna hermētiķa trūkumi:
① UV izturība nav tik laba kā silikona hermētiķim; ② Plīšanas izturība ir nedaudz sliktāka nekā poliuretāna hermētiķim.
2.4 Sililgrupām piesaistītu poliētera hermētiķu priekšrocības un trūkumi
⑴Silila terminētā poliētera hermētiķa priekšrocības:
① Tam ir lieliskas saķeres īpašības ar lielāko daļu virsmu un var panākt aktivācijas saķeri bez grunts; ② Tam ir labāka karstumizturība un UV novecošanās izturība nekā parastajam poliuretānam; ③ Tā virsmu var krāsot.
⑵Silila terminētā poliētera hermētiķa trūkumi:
① Laika apstākļu izturība nav tik laba kā silikona silikonam, un pēc novecošanas uz virsmas parādās plaisas; ② Saķere ar stiklu ir slikta.
Pateicoties iepriekš minētajam ievadam, mēs iegūstam sākotnēju izpratni par vairāku bieži izmantoto vienkomponentu reaktīvo elastīgo hermētiķu sacietēšanas mehānismiem, un, salīdzinot to priekšrocības un trūkumus, mēs varam iegūt vispārēju izpratni par katru produktu. Praktiskā pielietojumā hermētiķi var izvēlēties atbilstoši savienojamās detaļas faktiskajiem lietošanas apstākļiem, lai panāktu labu pielietojuma detaļas blīvēšanu vai saķeri.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 15. novembris