Hayır, bu sıkıcı olmayacak, özellikle de esnek kauçuk şeyleri seviyorsanız. Okumaya devam ederseniz, tek bileşenli silikon mastikler hakkında bilmek istediğiniz hemen hemen her şeyi öğreneceksiniz.
1) Bunlar nelerdir?
2) Bunları nasıl yaparsınız?
3) Bunları nerede kullanabilirsiniz?
giriiş
Tek bileşenli silikon mastik nedir?
Kimyasal olarak kürlenen birçok dolgu macunu türü vardır; silikon, poliüretan ve polisülfit en bilinenleridir. İsimleri, kullanılan moleküllerin ana yapısından gelir.
Silikon iskelet şu şekildedir:
Si – O – Si - O – Si – O – Si
Modifiye silikon (en azından ABD'de) yeni bir teknolojidir ve aslında silan kimyasıyla kürlenmiş organik bir omurga anlamına gelir. Örnek olarak alkoksisilan sonlandırılmış polipropilen oksit verilebilir.
Bu kimyasalların tamamı tek veya iki bileşenli olabilir; bu da malzemenin sertleşmesi için gereken bileşen sayısıyla doğrudan ilgilidir. Dolayısıyla, tek bileşenli sistemlerde tüpü, kartuşu veya kovayı açmanız yeterlidir ve malzemeniz sertleşecektir. Normalde, bu tek bileşenli sistemler havadaki nemle reaksiyona girerek kauçuk haline gelir.
Yani, tek bileşenli silikon, tüp içinde stabil kalan ve havaya maruz kaldığında sertleşerek silikon kauçuk oluşturan bir sistemdir.
Avantajlar
Tek bileşenli silikonların birçok benzersiz avantajı vardır.
-Doğru şekilde formüle edildiklerinde, mükemmel yapışma ve fiziksel özellikleriyle çok kararlı ve güvenilirdirler. En az bir yıllık raf ömrü (kullanmadan önce tüpte bırakabileceğiniz süre) normaldir ve bazı formülasyonlar yıllarca dayanır. Silikonlar ayrıca tartışmasız en iyi uzun vadeli performansa sahiptir. Fiziksel özellikleri zamanla neredeyse hiç değişmez, UV ışınlarına maruz kalmaktan etkilenmezler ve ayrıca diğer sızdırmazlık malzemelerine göre en az 50℃ daha yüksek mükemmel sıcaklık kararlılığı gösterirler.
-Tek bileşenli silikonlar nispeten hızlı bir şekilde sertleşir; tipik olarak 5 ila 10 dakika içinde bir yüzey tabakası oluşturur, bir saat içinde yapışkanlığını kaybeder ve bir günden kısa sürede yaklaşık 1/10 inç kalınlığında elastik bir kauçuk haline gelir. Yüzeyi hoş bir kauçuksu his verir.
-Yarı saydam hale getirilebildikleri için (ki bu başlı başına önemli bir özelliktir, yarı saydam en çok kullanılan renktir), herhangi bir renge pigmentlemek nispeten kolaydır.
Sınırlamalar
Silikonların iki ana sınırlaması vardır.
1) Su bazlı boyalarla boyanamazlar; solvent bazlı boyalarla da boyama zor olabilir.
2) Kürlendikten sonra, dolgu macunu silikon plastikleştiricisinin bir kısmını salabilir; bu da bir bina genleşme derzinde kullanıldığında derz kenarı boyunca çirkin lekeler oluşturabilir.
Elbette, tek bileşenli bir yapıda olmaları nedeniyle, sistemin havayla reaksiyona girmesi ve dolayısıyla yukarıdan aşağıya doğru kürleşmesi gerektiğinden, hızlı bir şekilde derinlemesine kürleşme elde etmek imkansızdır. Biraz daha spesifik olmak gerekirse, silikonlar yalıtımlı cam pencerelerde tek başına sızdırmazlık malzemesi olarak kullanılamaz çünkü. Her ne kadar büyük miktarda sıvı suyu dışarıda tutmada mükemmel olsalar da, su buharı kürleşmiş silikon kauçuktan nispeten kolayca geçer ve bu da yalıtımlı cam ünitelerinin buğulanmasına neden olur.
Pazar Alanları ve Kullanımları
Tek bileşenli silikonlar, yukarıda belirtilen iki sınırlamanın sorunlara yol açtığı yerler de dahil olmak üzere, bazı bina sahiplerinin hoşuna gitmese de, hemen hemen her yerde kullanılmaktadır.
İnşaat ve kendin yap (DIY) pazarları, otomotiv, endüstriyel, elektronik ve havacılık sektörlerini takip ederek en büyük hacmi oluşturmaktadır. Tüm sızdırmazlık malzemelerinde olduğu gibi, tek bileşenli silikonların temel işlevi, su veya hava akımının geçmesini önlemek için iki benzer veya farklı yüzey arasındaki boşluğu yapıştırmak ve doldurmaktır. Bazen bir formülasyon, akışkanlığını artırmak dışında neredeyse hiç değiştirilmez ve bu durumda bir kaplama haline gelir. Kaplama, yapıştırıcı ve sızdırmazlık malzemesi arasındaki farkı anlamanın en iyi yolu basittir. Sızdırmazlık malzemesi iki yüzey arasında sızdırmazlık sağlarken, kaplama sadece bir yüzeyi kaplar ve korur, yapıştırıcı ise iki yüzeyi kapsamlı bir şekilde bir arada tutar. Sızdırmazlık malzemesi, yapısal camlama veya yalıtımlı camlamada kullanıldığında en çok yapıştırıcıya benzer, ancak yine de iki yüzeyi bir arada tutmanın yanı sıra sızdırmazlık işlevini de yerine getirir.
Temel Kimya
Kürlenmemiş silikon dolgu macunu normalde kalın bir macun veya krem görünümündedir. Hava ile temas ettiğinde, silikon polimerin reaktif uç grupları hidrolize olur (su ile reaksiyona girer) ve daha sonra birbirleriyle birleşerek su açığa çıkarır ve uzun polimer zincirleri oluşturur; bu zincirler birbirleriyle reaksiyona girmeye devam ederek sonunda macunun etkileyici bir kauçuğa dönüşmesini sağlar. Silikon polimerin ucundaki reaktif grup, formülasyonun en önemli kısmından (polimerin kendisi hariç) yani çapraz bağlayıcıdan gelir. Dolgu macununa karakteristik özelliklerini doğrudan (koku ve kürlenme hızı gibi) veya dolaylı olarak (renk, yapışma vb. gibi) veren çapraz bağlayıcıdır; çünkü belirli çapraz bağlayıcı sistemleriyle birlikte dolgu maddeleri ve yapışma artırıcılar gibi diğer hammaddeler de kullanılabilir. Doğru çapraz bağlayıcıyı seçmek, dolgu macununun nihai özelliklerini belirlemede çok önemlidir.
Kürleme Türleri
Çeşitli farklı kürleme sistemleri mevcuttur.
1) Asetoksi (asidik sirke kokusu)
2) Oksim
3) Alkoksi
4) Benzamid
5) Amin
6) Aminoksi
Oksimler, alkoksiler ve benzamidler (Avrupa'da daha yaygın olarak kullanılır) nötr veya asidik olmayan sistemler olarak adlandırılır. Aminler ve aminoksi sistemleri amonyak kokusuna sahiptir ve tipik olarak otomotiv ve endüstriyel alanlarda veya belirli dış mekan inşaat uygulamalarında daha çok kullanılır.
İşlenmemiş içerikler
Formülasyonlar, kullanım amacına bağlı olarak, bazıları isteğe bağlı olan çeşitli bileşenlerden oluşur.
Kesinlikle gerekli olan tek ham maddeler reaktif polimer ve çapraz bağlayıcıdır. Bununla birlikte, dolgu maddeleri, yapışma arttırıcılar, reaktif olmayan (plastikleştirici) polimer ve katalizörler neredeyse her zaman eklenir. Ayrıca, renk macunları, mantar ilaçları, alev geciktiriciler ve ısı stabilizatörleri gibi birçok başka katkı maddesi de kullanılabilir.
Temel Formülasyonlar
Tipik bir oksim bazlı yapı veya kendin yap sızdırmazlık malzemesi formülasyonu şöyle bir şey olacaktır:
| % | ||
| Polidimetilsiloksan, OH sonlu 50.000 cps | 65.9 | Polimer |
| Polidimetilsiloksan, trimetil uçlu, 1000 cps | 20 | Plastikleştirici |
| Metiltrioksiminosilan | 5 | Çapraz bağlayıcı |
| Aminopropiltrietoksisilan | 1 | Yapışma artırıcı |
| 150 m²/g yüzey alanına sahip dumanlı silika | 8 | Dolgu maddesi |
| Dibutiltin dilaurat | 0.1 | Katalizör |
| Toplam | 100 |
Fiziksel Özellikler
Tipik fiziksel özellikler şunlardır:
| Uzama (%) | 550 |
| Çekme Dayanımı (MPa) | 1.9 |
| 100 m Uzama Noktasındaki Modül (MPa) | 0.4 |
| Kıyı Sertliği | 22 |
| Cilt Zaman İçinde (dk) | 10 |
| Atış Serbest Zamanı (dk) | 60 |
| Çizme Süresi (dk) | 120 |
| Kürleme (24 saatte mm) | 2 |
Diğer çapraz bağlayıcılar kullanılarak yapılan formülasyonlar, çapraz bağlayıcı seviyesi, yapışma arttırıcı türü ve kürleme katalizörleri bakımından farklılık gösterse de benzer görünecektir. Zincir uzatıcılar kullanılmadığı sürece fiziksel özellikleri biraz farklılık gösterecektir. Bazı sistemler, büyük miktarda tebeşir dolgu maddesi kullanılmadıkça kolayca üretilemez. Bu tür formülasyonlar elbette şeffaf veya yarı saydam tipte üretilemez.
Sızdırmazlık Malzemelerinin Geliştirilmesi
Yeni bir sızdırmazlık malzemesi geliştirmenin 3 aşaması vardır.
1) Laboratuvarda tasarım, üretim ve test - çok küçük hacimler
Burada, laboratuvar kimyagerinin yeni fikirleri vardır ve genellikle kürleşme şeklini ve ne tür bir kauçuk üretildiğini görmek için yaklaşık 100 gramlık bir miktarla elle karıştırmaya başlar. Şimdi FlackTek Inc.'den "Hauschild Speed Mix" adlı yeni bir makine mevcut. Bu özel makine, havayı dışarı atarken bu küçük 100 gramlık partileri saniyeler içinde karıştırmak için idealdir. Bu önemlidir çünkü geliştiricinin bu küçük partilerin fiziksel özelliklerini test etmesine olanak tanır. Dumanlı silika veya çökelmiş tebeşir gibi diğer dolgu maddeleri yaklaşık 8 saniyede silikona karıştırılabilir. Havanın uzaklaştırılması yaklaşık 20-25 saniye sürer. Makine, temelde parçacıkların kendilerini kendi karıştırma kolları olarak kullanan çift asimetrik santrifüj mekanizmasıyla çalışır. Maksimum karışım boyutu 100 gramdır ve tek kullanımlık olanlar da dahil olmak üzere çeşitli farklı kap tipleri mevcuttur, bu da kesinlikle temizlik gerektirmediği anlamına gelir.
Formülasyon sürecinde önemli olan sadece içerik türleri değil, aynı zamanda eklenme sırası ve karıştırma süreleridir. Doğal olarak, ürünün raf ömrüne sahip olması için havanın dışlanması veya uzaklaştırılması önemlidir, çünkü hava kabarcıkları nem içerir ve bu da sızdırmazlık malzemesinin içten sertleşmesine neden olur.
Kimyager, belirli uygulaması için gerekli olan sızdırmazlık malzemesini elde ettikten sonra, yaklaşık 3-4 küçük 110 ml'lik (3 oz) tüp üretebilen 1 litrelik planet mikseri kullanır. Bu miktar, ilk raf ömrü testi ve yapışma testi ile diğer özel gereksinimler için yeterlidir.
Daha sonra, daha detaylı testler ve müşteri örneklemesi için 8-12 adet 10 oz'luk tüp üretmek üzere 1 veya 2 galonluk bir makineye geçebilir. Sızdırmazlık malzemesi, metal bir silindir aracılığıyla kaptan ambalaj silindirinin üzerine oturan kartuşa ekstrüde edilir. Bu testlerden sonra, üretim ölçeğini büyütmeye hazırdır.
2) Ölçek büyütme ve ince ayar - orta hacimler
Üretim ölçeği büyütüldüğünde, laboratuvar formülasyonu artık tipik olarak 100-200 kg veya yaklaşık bir varil kapasiteli daha büyük bir makinede üretilir. Bu adımın iki ana amacı vardır.
a) 4 lb'lik boyut ile bu daha büyük boyut arasında, karıştırma ve dağılım hızlarından, reaksiyon hızlarından ve karışımdaki farklı kayma miktarlarından kaynaklanabilecek önemli değişiklikler olup olmadığını görmek ve
b) Potansiyel müşterilere örneklem sunmak ve gerçek zamanlı geri bildirim almak için yeterli miktarda malzeme üretmek.
Bu 50 galonluk makine, düşük hacimli veya özel renklerin gerektiği ve her türden yalnızca bir varilin üretilmesi gerektiği endüstriyel ürünler için de çok kullanışlıdır.
Çeşitli karıştırma makineleri mevcuttur. En yaygın kullanılan ikisi planet mikserler (yukarıda gösterildiği gibi) ve yüksek hızlı dağıtıcılardır. Planet mikserler daha yüksek viskoziteli karışımlar için uygundur, dağıtıcılar ise özellikle düşük viskoziteli akışkan sistemlerde daha iyi performans gösterir. Tipik inşaat dolgu macunlarında, karıştırma süresine ve yüksek hızlı dağıtıcının potansiyel ısı üretimine dikkat edildiği sürece her iki makine de kullanılabilir.
3) Tam ölçekli üretim miktarları
Son üretim, ister parti halinde ister sürekli olarak yapılsın, ölçek büyütme aşamasındaki nihai formülasyonu basitçe yeniden üretmeyi amaçlar. Genellikle, üretim ekipmanında önce nispeten küçük bir miktar (2 veya 3 parti veya 1-2 saatlik sürekli üretim) malzeme üretilir ve normal üretime geçmeden önce kontrol edilir.
Test Etme - Ne ve Nasıl Test Edilir?
Ne
Fiziksel Özellikler - Uzama, Çekme Mukavemeti ve Elastisite Modülü
Uygun yüzeye yapışma
Raf ömrü - hem hızlandırılmış hem de oda sıcaklığında
Kürlenme Oranları - Zamanla cilt üzerinde kalıcılık, yapışkanlık hissi bırakma süresi, çizilme süresi ve tam kürlenme, renk, sıcaklık stabilitesi veya yağ gibi çeşitli sıvılardaki stabilite.
Ek olarak, kıvam, düşük koku, aşındırıcılık ve genel görünüm gibi diğer önemli özellikler de kontrol edilir veya gözlemlenir.
Nasıl
Bir tabaka sızdırmazlık malzemesi çekilir ve bir hafta boyunca kürlenmeye bırakılır. Daha sonra özel bir dambıl kesilir ve uzama, modül ve çekme dayanımı gibi fiziksel özellikleri ölçmek için bir Çekme Test Cihazına yerleştirilir. Ayrıca özel olarak hazırlanmış numuneler üzerinde yapışma/kohezyon kuvvetlerini ölçmek için de kullanılırlar. Basit evet-hayır yapışma testleri, söz konusu alt tabakalara kürlenmiş malzeme boncuklarını çekerek gerçekleştirilir.
Shore-A metre, kauçuğun sertliğini ölçer. Bu cihaz, sertleşmiş numuneye bastırılan bir nokta ile bir ağırlık ve bir göstergeye benzer. Nokta kauçuğa ne kadar çok nüfuz ederse, kauçuk o kadar yumuşak ve değer o kadar düşük olur. Tipik bir inşaat dolgu macunu 15-35 aralığında olacaktır.
Cilt üzerinde kalma süreleri, yapışkanlığın kaybolma süreleri ve diğer özel cilt ölçümleri ya parmakla ya da ağırlıklı plastik levhalarla yapılır. Plastik levhanın temiz bir şekilde çekilebilmesinden önceki süre ölçülür.
Sızdırmazlık macunu tüplerinin raf ömrü için, ya oda sıcaklığında (1 yıllık raf ömrünü kanıtlamak için doğal olarak 1 yıl sürer) ya da genellikle 50℃ gibi yüksek sıcaklıklarda 1, 3, 5, 7 hafta vb. süreyle yaşlandırma işlemi uygulanır. Yaşlandırma işleminden sonra (hızlandırılmış durumda tüpün soğumasına izin verilir), malzeme tüpten ekstrüde edilir ve bir tabaka haline getirilir ve kürlenmeye bırakılır. Bu tabakalarda oluşan kauçuğun fiziksel özellikleri daha önce olduğu gibi test edilir. Bu özellikler daha sonra uygun raf ömrünü belirlemek için yeni formüle edilmiş malzemelerin özellikleriyle karşılaştırılır.
Gerekli testlerin çoğuna ilişkin ayrıntılı açıklamalar ASTM el kitabında bulunabilir.
Son Birkaç İpucu
Tek bileşenli silikonlar, piyasadaki en yüksek kaliteli sızdırmazlık malzemeleridir. Ancak bunların da sınırlamaları vardır ve özel gereksinimler talep edilirse özel olarak geliştirilebilirler.
Üretim sürecinde tüm hammaddelerin olabildiğince kuru olması, formülasyonun stabil olması ve havanın uzaklaştırılması son derece önemlidir.
Geliştirme ve test süreci, türü ne olursa olsun, tek parçalı sızdırmazlık malzemeleri için temelde aynıdır; ancak üretim miktarlarına başlamadan önce her olası özelliği kontrol ettiğinizden ve uygulamanın ihtiyaçlarını net bir şekilde anladığınızdan emin olun.
Uygulama gereksinimlerine bağlı olarak, doğru kürleme kimyası seçilebilir. Örneğin, silikon seçilirse ve koku, korozyon ve yapışma önemli görülmüyorsa ancak düşük maliyet gerekiyorsa, asetoksi en uygun seçenektir. Bununla birlikte, korozyona uğrayabilecek metal parçalar söz konusuysa veya benzersiz parlak bir renkte plastiğe özel yapışma gerekiyorsa, oksim kullanmanız gerekir.
[1] Dale Flackett. Silikon Bileşikleri: Silanlar ve Silikonlar [M]. Gelest Inc: 433-439
* Fotoğraf OLIVIA Silikon Mastik'ten alınmıştır.
Yayın tarihi: 31 Mart 2024
