Trenutno na tržištu postoji mnogo uobičajenih vrsta jednokomponentnih reaktivnih elastičnih zaptivača, uglavnom silikonskih i poliuretanskih proizvoda za zaptivanje. Različite vrste elastičnih zaptivača imaju razlike u svojim aktivnim funkcionalnim grupama i strukturama glavnog lanca nakon očvršćavanja. Kao rezultat toga, postoje veća ili manja ograničenja u njihovim primjenjivim dijelovima i područjima. Ovdje predstavljamo mehanizme očvršćavanja nekoliko uobičajenih jednokomponentnih reaktivnih elastičnih zaptivača i upoređujemo prednosti i nedostatke različitih vrsta elastičnih zaptivača, kako bismo produbili naše razumijevanje i donijeli odgovarajuće odluke u praktičnim primjenama.
1. Uobičajeni mehanizam stvrdnjavanja jednokomponentnog reaktivnog elastičnog zaptivača
Uobičajena jednokomponentna reaktivna elastična zaptivača uglavnom uključuju: silikon (SR), poliuretan (PU), modificirani poliuretan sa sililnim terminima (SPU), polieter sa sililnim terminima (MS). Prepolimer ima različite aktivne funkcionalne grupe i različite mehanizme reakcije stvrdnjavanja.
1.1Mehanizam stvrdnjavanja silikonskog elastomernog zaptivača
Slika 1. Mehanizam stvrdnjavanja silikonskog zaptivača
Kada se koriste silikonski zaptivači, prepolimer reaguje sa tragovima vlage u vazduhu, a zatim se stvrdnjava ili vulkanizira pod djelovanjem katalizatora. Nusprodukti su male molekularne supstance. Mehanizam je prikazan na Slici 1. Prema različitim malim molekularnim supstancama koje se oslobađaju tokom stvrdnjavanja, silikonski zaptivač se također može podijeliti na tip deacidifikacije, tip deketoksima i tip dealkoholizacije. Prednosti i nedostaci ovih vrsta silikonskih ljepila su sažeti u Tabeli 1.
Tabela 1. Poređenje prednosti i nedostataka nekoliko vrsta silikonskih ljepila
1.2 Mehanizam stvrdnjavanja poliuretanskog elastičnog zaptivača
Jednokomponentni poliuretanski zaptivač (PU) je vrsta polimera koji sadrži ponavljajuće uretanske segmente (-NHCOO-) u glavnom lancu molekule. Mehanizam stvrdnjavanja je reakcija izocijanata s vodom pri čemu se formira nestabilni međuprodukt karbamat, koji se zatim brzo razgrađuje stvarajući CO2 i amin, a zatim amin reaguje s viškom izocijanata u sistemu i konačno formira elastomer s mrežnom strukturom. Njegova formula reakcije stvrdnjavanja je sljedeća:
Slika 1. Mehanizam reakcije stvrdnjavanja poliuretanskog zaptivača
1.3 Mehanizam stvrdnjavanja poliuretanskog zaptivača modificiranog silanom
Slika 3. Mehanizam reakcije stvrdnjavanja poliuretanskog zaptivača modificiranog silanom
S obzirom na neke nedostatke poliuretanskih zaptivača, poliuretan je nedavno modificiran silanom za pripremu ljepila, formirajući novu vrstu ljepila za zaptivanje s glavnim lancem poliuretanske strukture i alkoksisilanskom krajnjom grupom, nazvanu silanom modificirano poliuretansko zaptivač (SPU). Reakcija stvrdnjavanja ove vrste zaptivača slična je reakciji silikona, odnosno alkoksi grupe reagiraju s vlagom, podvrgavaju se hidrolizi i polikondenzaciji i formiraju stabilnu trodimenzionalnu mrežnu strukturu Si-O-Si (Slika 3). Tačke umrežavanja mreže i između tačaka umrežavanja nalaze se fleksibilne segmentne strukture poliuretana.
1.4 Mehanizam stvrdnjavanja polieterskih zaptivača sa sililnim terminima
Polietersko brtvilo (MS) sa sililnim terminima je jednokomponentno elastično ljepilo na bazi modifikacije silanom. Kombinuje prednosti poliuretana i silikona, predstavlja novu generaciju ljepila i brtvila, bez PVC-a, silikonskog ulja, izocijanata i rastvarača. MS ljepilo reaguje sa vlagom u vazduhu na sobnoj temperaturi, tako da se silanizirani polimer sa -Si(OR) ILI -SIR(OR)- strukturom hidrolizira na kraju lanca i umrežava u elastomer sa Si-O-Si mrežnom strukturom kako bi se postigao efekat brtvljenja i lijepljenja. Proces reakcije stvrdnjavanja je sljedeći:
Slika 4. Mehanizam stvrdnjavanja polieterskog zaptivača sa sililnim terminima
2. Poređenje prednosti i nedostataka uobičajenih jednokomponentnih reaktivnih elastičnih zaptivača
2.1 Prednosti i mane silikonskih zaptivača
⑴Prednosti silikonskog zaptivača:
① Odlična otpornost na vremenske uvjete, otpornost na kisik, otpornost na ozon i otpornost na ultraljubičasto zračenje; ② Dobra fleksibilnost na niskim temperaturama.
⑵Nedostaci silikonskog zaptivača:
①Loše se ukrašava i ne može se farbati; ②Niska čvrstoća na kidanje; ③Nedovoljna otpornost na ulje; ④Nije otporno na probijanje; ⑤Sloj ljepila lako proizvodi uljnu procjednu vodu koja kontaminira beton, kamen i druge rastresite podloge.
2.2 Prednosti i nedostaci poliuretanskih zaptivnih masa
⑴Prednosti poliuretanskog zaptivača:
① Dobro prianjanje na različite podloge; ② Odlična fleksibilnost na niskim temperaturama; ③ Dobra elastičnost i odlična svojstva oporavka, pogodno za dinamičke spojeve; ④ Visoka mehanička čvrstoća, odlična otpornost na habanje, otpornost na ulje i otpornost na biološko starenje; ⑤ Većina jednokomponentnih poliuretanskih zaptivača koji se stvrdnjavaju uslijed vlage ne sadrže rastvarače i ne zagađuju podlogu i okolinu; ⑥ Površina zaptivača se može farbati i jednostavna je za upotrebu.
⑵Nedostaci poliuretanskog zaptivača:
① Prilikom stvrdnjavanja u okruženju visoke temperature i vlage pri relativno velikoj brzini, lako se stvaraju mjehurići, što utiče na performanse zaptivača; ② Prilikom lijepljenja i zaptivanja komponenti neporoznih podloga (kao što su staklo, metal itd.), uglavnom je potreban prajmer; ③ Plitko Formula boje je podložna UV starenju, a na stabilnost ljepila pri skladištenju uveliko utiču ambalaža i vanjski uslovi; ④ Otpornost na toplotu i otpornost na starenje su neznatno nedovoljne.
2.3 Prednosti i nedostaci poliuretanskih zaptivača modificiranih silanom
⑴Prednosti poliuretanskog zaptivača modificiranog silanom:
① Stvrdnjavanje ne stvara mjehuriće; ② Ima dobru fleksibilnost, otpornost na hidrolizu i hemijsku stabilnost; ③ Odlična otpornost na vremenske uvjete, otpornost na toplinu, otpornost na starenje, stabilnost proizvoda pri skladištenju; ④ Široka prilagodljivost podlogama, prilikom lijepljenja Općenito, nije potreban prajmer; ⑤ Površina se može farbati.
⑵Nedostaci poliuretanskog zaptivača modificiranog silanom:
① UV otpornost nije tako dobra kao kod silikonskog zaptivača; ② Otpornost na kidanje je nešto lošija od poliuretanskog zaptivača.
2.4 Prednosti i nedostaci polieterskih zaptivača sa sililnim terminima
⑴Prednosti polieterskog zaptivača sa sililnim terminima:
① Ima odlična svojstva vezivanja za većinu podloga i može postići aktivacijsko vezivanje bez potrebe za prajmerom; ② Ima bolju otpornost na toplotu i UV starenje od običnog poliuretana; ③ Može se farbati po površini.
⑵Nedostaci polieterskog zaptivača sa sililnim terminima:
① Otpornost na vremenske uvjete nije tako dobra kao kod silikonskog silikona, a pukotine se pojavljuju na površini nakon starenja; ② Prianjanje na staklo je loše.
Kroz gornji uvod, stekli smo preliminarno razumijevanje mehanizama stvrdnjavanja nekoliko uobičajeno korištenih vrsta jednokomponentnih reaktivnih elastičnih zaptivača, a poređenjem njihovih prednosti i nedostataka možemo postići cjelokupno razumijevanje svakog proizvoda. U praktičnoj primjeni, zaptivač se može odabrati prema stvarnim uslovima primjene dijela koji se lijepi kako bi se postiglo dobro zaptivanje ili lijepljenje dijela koji se primjenjuje.
Vrijeme objave: 15. novembar 2023.