У цяперашні час на рынку існуе мноства распаўсюджаных тыпаў аднакампанентных рэактыўных эластычных герметыкаў, у асноўным сіліконавыя і поліўрэтанавыя герметыкі. Розныя тыпы эластычных герметыкаў адрозніваюцца актыўнымі функцыянальнымі групамі і структурай асноўных ланцугоў пасля зацвярдзення. У выніку існуюць больш-менш абмежаванні ў іх прымяненні. Тут мы прадстаўляем механізмы зацвярдзення некалькіх распаўсюджаных аднакампанентных рэактыўных эластычных герметыкаў і параўноўваем перавагі і недахопы розных тыпаў эластычных герметыкаў, каб паглыбіць наша разуменне і зрабіць адпаведны выбар у практычным ужыванні.
1. Звычайны механізм зацвярдзення аднакампанентнага рэактыўнага эластычнага герметыка
Звычайныя аднакампанентныя рэактыўныя эластычныя герметыкі ў асноўным ўключаюць: сілікон (SR), поліўрэтан (PU), мадыфікаваны поліўрэтан з сіліл-тэрмінальнымі групамі (SPU), поліэфіры з сіліл-тэрмінальнымі групамі (MS). Прэпалімер мае розныя актыўныя функцыянальныя групы і розныя механізмы рэакцыі зацвярдзення.
1.1Механізм зацвярдзення сіліконавага эластамернага герметыка
Малюнак 1. Механізм зацвярдзення сіліконавага герметыка
Пры выкарыстанні сіліконавых герметыкаў прэпалімер рэагуе са слядовымі колькасцямі вільгаці ў паветры, а затым пад дзеяннем каталізатара застывае або вулканізуецца. Пабочнымі прадуктамі з'яўляюцца нізкамалекулярныя рэчывы. Механізм паказаны на малюнку 1. У залежнасці ад розных нізкамалекулярных рэчываў, якія вызваляюцца падчас зацвярдзення, сіліконавы герметык таксама можна падзяліць на тып дэаксідацыі, дэкетаксімавы тып і дэалкагалізацыйны тып. Перавагі і недахопы гэтых тыпаў сіліконавага клею прыведзены ў табліцы 1.
Табліца 1. Параўнанне пераваг і недахопаў некалькіх тыпаў сіліконавых клеяў
1.2 Механізм зацвярдзення поліўрэтанавага эластычнага герметыка
Аднакампанентны поліўрэтанавы герметык (ПУ) — гэта тып палімера, які змяшчае паўтаральныя сегменты ўрэтану (-NHCOO-) у асноўным ланцугу малекулы. Механізм зацвярдзення заключаецца ў тым, што ізацыянат рэагуе з вадой, утвараючы нестабільны прамежкавы карбамат, які затым хутка раскладаецца з утварэннем CO2 і аміна, а затым амін рэагуе з лішкам ізацыяната ў сістэме і, нарэшце, утварае эластамер з сеткаватай структурай. Формула яго рэакцыі зацвярдзення наступная:
Малюнак 1. Механізм рэакцыі зацвярдзення поліўрэтанавага герметыка
1.3 Механізм зацвярдзення поліўрэтанавага герметыка, мадыфікаванага сіланам
Малюнак 3. Механізм рэакцыі зацвярдзення поліўрэтанавага герметыка, мадыфікаванага сіланам
Улічваючы некаторыя недахопы поліўрэтанавых герметыкаў, нядаўна поліўрэтан быў мадыфікаваны сіланам для падрыхтоўкі клеяў, утварыўшы новы тып герметычнага клею з асноўным ланцугом поліўрэтанавай структуры і алкоксісіланавай канцавой групай, які называецца сіланам мадыфікаваным поліўрэтанавым герметыкам (SPU). Рэакцыя зацвярдзення гэтага тыпу герметыка падобная да рэакцыі сілікону, гэта значыць алкоксігрупы рэагуюць з вільгаццю, падвяргаючыся гідролізу і полікандэнсацыі, утвараючы стабільную трохмерную сеткаватую структуру Si-O-Si (малюнак 3). Пункты злучэння сеткі і паміж кропкамі злучэння ўтвараюцца гнуткія сегментныя структуры поліўрэтану.
1.4 Механізм зацвярдзення поліэфірных герметыкаў з сіліл-тэрмінаванымі групамі
Поліэфірны герметык (MS) з сілілавымі канцавымі групамі — гэта аднакампанентны эластычны клей на аснове сіланавай мадыфікацыі. Ён спалучае ў сабе перавагі поліўрэтану і сілікону, з'яўляецца новым пакаленнем клеевых герметыкаў, якія не ўтрымліваюць ПВХ, сіліконавага алею, ізацыянатаў і растваральнікаў. Клей MS рэагуе з вільгаццю паветра пры пакаёвай тэмпературы, у выніку чаго сіланізаваны палімер са структурай -Si(OR) АБО -SIR(OR)- гідралізуецца на канцы ланцуга і зшываецца ў эластамер з сеткавай структурай Si-O-Si для дасягнення эфекту герметызацыі і злучэння. Працэс рэакцыі зацвярдзення выглядае наступным чынам:
Малюнак 4. Механізм зацвярдзення поліэфірнага герметыка з сілільнымі канцавымі групамі
2. Параўнанне пераваг і недахопаў распаўсюджаных аднакампанентных рэактыўных эластычных герметыкаў
2.1 Перавагі і недахопы сіліконавых герметыкаў
⑴Перавагі сіліконавага герметыка:
① Выдатная ўстойлівасць да надвор'я, кіслароду, азону і ультрафіялетавага выпраменьвання; ② Добрая гнуткасць пры нізкіх тэмпературах.
⑵Недахопы сіліконавага герметыка:
①Дрэнна паддаецца рамонту і не можа быць пафарбаваны; ②Нізкая трываласць на разрыў; ③Недастатковая ўстойлівасць да алею; ④Не ўстойлівы да праколаў; ⑤Клейкі пласт лёгка ўтварае алейны фільтрат, які забруджвае бетон, камень і іншыя друзлыя падкладкі.
2.2 Перавагі і недахопы поліўрэтанавых герметыкаў
⑴Перавагі поліўрэтанавага герметыка:
① Добрая адгезія да розных паверхняў; ② Выдатная гнуткасць пры нізкіх тэмпературах; ③ Добрая эластычнасць і выдатныя ўласцівасці аднаўлення, падыходзяць для дынамічных злучэнняў; ④ Высокая механічная трываласць, выдатная зносаўстойлівасць, алейная ўстойлівасць і біялагічная ўстойлівасць да старэння; ⑤ Большасць аднакампанентных поліўрэтанавых герметыкаў, якія зацвярдзеюць пад уздзеяннем вільгаці, не ўтрымліваюць растваральнікаў і не забруджваюць паверхню і навакольнае асяроддзе; ⑥ Паверхню герметыка можна фарбаваць, і ён просты ў выкарыстанні.
⑵Недахопы поліўрэтанавага герметыка:
① Пры зацвярдзенні ў асяроддзі з высокай тэмпературай і высокай вільготнасцю на адносна высокай хуткасці лёгка ўтвараюцца бурбалкі, што ўплывае на характарыстыкі герметыка; ② Пры склейванні і герметызацыі кампанентаў непарыстых паверхняў (напрыклад, шкла, металу і г.д.) звычайна патрабуецца грунтоўка; ③ Дробны пласт. Каляровая формула схільная да старэння пад уздзеяннем ультрафіялетавага выпраменьвання, а на стабільнасць клею пры захоўванні моцна ўплываюць упакоўка і знешнія ўмовы; ④ Цеплавая ўстойлівасць і ўстойлівасць да старэння крыху недастаткова высокія.
2.3 Перавагі і недахопы герметыкаў з поліўрэтану, мадыфікаваных сіланам
⑴Перавагі герметыка з мадыфікаваным сіланам поліўрэтанам:
① Пры зацвярдзенні не ўтвараецца бурбалак; ② Мае добрую гнуткасць, устойлівасць да гідролізу і хімічнай устойлівасці; ③ Выдатная ўстойлівасць да надвор'я, тэрмаўстойлівасць, устойлівасць да старэння, стабільнасць прадукту пры захоўванні; ④ Шырокая адаптацыя да розных паверхняў, пры склейванні, як правіла, грунтоўка не патрабуецца; ⑤ Паверхню можна фарбаваць.
⑵Недахопы герметыка з поліўрэтану, мадыфікаванага сіланам:
① Устойлівасць да ультрафіялетавага выпраменьвання не такая добрая, як у сіліконавага герметыка; ② Устойлівасць да разрыву крыху горшая, чым у поліўрэтанавага герметыка.
2.4 Перавагі і недахопы поліэфірных герметыкаў з сілілавымі канцавымі групамі
⑴Перавагі поліэфірнага герметыка з сілілавымі канцавымі групамі:
① Валодае выдатнымі ўласцівасцямі счаплення з большасцю паверхняў і можа дасягнуць актывацыйнага счаплення без грунтоўкі; ② Мае лепшую тэрмаўстойлівасць і ўстойлівасць да старэння пад уздзеяннем ультрафіялетавага выпраменьвання, чым звычайны поліўрэтан; ③ Яго паверхню можна фарбаваць.
⑵Недахопы поліэфірнага герметыка з сілілавымі канцавымі групамі:
① Устойлівасць да надвор'я не такая добрая, як у сіліконавага сілікону, і пасля старэння на паверхні з'яўляюцца расколіны; ② Слабая адгезія да шкла.
Дзякуючы вышэйзгаданаму ўступу, мы атрымалі папярэдняе разуменне механізмаў зацвярдзення некалькіх распаўсюджаных тыпаў аднакампанентных рэактыўных эластычных герметыкаў, і, параўноўваючы іх перавагі і недахопы, мы можам атрымаць агульнае ўяўленне аб кожным прадукце. На практыцы герметык можна выбраць у залежнасці ад фактычных умоў прымянення злучанай дэталі для дасягнення добрай герметызацыі або злучэння прымяняемай дэталі.
Час публікацыі: 15 лістапада 2023 г.