Понастоящем на пазара има много често срещани видове еднокомпонентни реактивни еластични уплътнители, главно силиконови и полиуретанови уплътнителни продукти.Различните видове еластични уплътнители имат разлики в техните активни функционални групи и втвърдени структури на основната верига.В резултат на това има повече или по-малко ограничения в неговите приложими части и полета.Тук представяме механизмите на втвърдяване на няколко често срещани еднокомпонентни реактивни еластични уплътнители и сравняваме предимствата и недостатъците на различните видове еластични уплътнители, така че да задълбочим нашето разбиране и да направим подходящ избор в практически приложения.
1. Общ еднокомпонентен механизъм за втвърдяване на реактивен еластичен уплътнител
Обичайните еднокомпонентни реактивни еластични уплътнители включват главно: силикон (SR), полиуретан (PU), модифициран полиуретан с краен силил (SPU), полиетер с краен силил (MS). Преполимерът има различни активни функционални групи и различни механизми на реакция на втвърдяване.
1.1Механизъм на втвърдяване на силиконов еластомерен уплътнител
Фигура 1. Механизъм на втвърдяване на силиконовия уплътнител
Когато се използват силиконови уплътнители, преполимерът реагира със следи от влага във въздуха и след това се втвърдява или вулканизира под действието на катализатор.Страничните продукти са малки молекулни вещества.Механизмът е показан на Фигура 1. Според различните малки молекулни вещества, освободени по време на втвърдяване, силиконовият уплътнител може също да бъде разделен на тип обезкисляване, тип декетоксим и тип деалкохолизация.Предимствата и недостатъците на тези видове силиконови лепила са обобщени в таблица 1.
Таблица 1. Сравнение на предимствата и недостатъците на няколко вида силиконови лепила
1.2 Механизъм на втвърдяване на полиуретанов еластичен уплътнител
Еднокомпонентният полиуретанов уплътнител (PU) е вид полимер, съдържащ повтарящи се уретанови сегменти (-NHCOO-) в основната верига на молекулата.Механизмът на втвърдяване е, че изоцианатът реагира с вода, за да образува нестабилен междинен карбамат, който след това бързо се разлага, за да генерира CO2 и амин, а след това аминът реагира с излишния изоцианат в системата и накрая образува еластомер с мрежеста структура.Формулата на неговата реакция на втвърдяване е следната:
Фигура 1. Механизъм на реакция на втвърдяване на полиуретанов уплътнител
1.3 Механизъм на втвърдяване на силан-модифициран полиуретанов уплътнител
Фигура 3. Механизъм на реакция на втвърдяване на силан-модифициран полиуретанов уплътнител
С оглед на някои недостатъци на полиуретановите уплътнители, полиуретанът наскоро беше модифициран от силан за получаване на лепила, образувайки нов тип уплътняващо лепило с основна верига от полиуретанова структура и алкоксисиланова крайна група, наречен силан-модифициран полиуретанов уплътнител (SPU).Реакцията на втвърдяване на този тип уплътнител е подобна на тази на силикона, т.е. алкокси групите реагират с влагата, за да претърпят хидролиза и поликондензация, за да образуват стабилна Si-O-Si триизмерна мрежеста структура (Фигура 3).Точките на омрежване на мрежата и между точките на омрежване са полиуретанови гъвкави сегментни структури.
1.4 Механизъм на втвърдяване на полиетерни уплътнители със силилов край
Полиетерният уплътнител със силилов край (MS) е еднокомпонентно еластично лепило, базирано на силанова модификация.Той съчетава предимствата както на полиуретана, така и на силикона, е ново поколение лепилни уплътнителни продукти, без PVC, силиконово масло, изоцианат и разтворител.MS лепилото реагира с влагата във въздуха при стайна температура, така че силанизираният полимер със структура -Si(OR) OR -SIR (OR)- се хидролизира в края на веригата и се омрежва в еластомер със Si-O- Si мрежова структура за постигане на запечатващ и свързващ ефект.Процесът на реакция на втвърдяване е както следва:
Фигура 4. Механизъм на втвърдяване на полиетерен уплътнител със силилов край
2. Сравнение на предимствата и недостатъците на обичайните еднокомпонентни реактивни еластични уплътнители
2.1 Предимства и недостатъци на силиконовите уплътнители
⑴Предимства на силиконовия уплътнител:
① Отлична устойчивост на атмосферни влияния, устойчивост на кислород, устойчивост на озон и устойчивост на ултравиолетови лъчи;② Добра гъвкавост при ниски температури.
⑵Недостатъци на силиконовия уплътнител:
①Лоша повторна декорация и не може да се боядисва;②Ниска якост на разкъсване;③Недостатъчна устойчивост на масло;④Не е устойчив на пробиване;⑤Адхезивният слой лесно произвежда мазен инфилтрат, който замърсява бетон, камък и други рохкави основи.
2.2 Предимства и недостатъци на полиуретановите уплътнители
⑴Предимства на полиуретановия уплътнител:
① Добра адхезия към различни основи;② Отлична гъвкавост при ниски температури;③ Добра еластичност и отлични свойства за възстановяване, подходящи за динамични стави;④ Висока механична якост, отлична устойчивост на износване, устойчивост на масло и устойчивост на биологично стареене;⑤ Повечето еднокомпонентни втвърдяващи се с влага полиуретанови уплътнители не съдържат разтворители и не замърсяват основата и околната среда;⑥ Повърхността на уплътнителя може да бъде боядисана и лесна за използване.
⑵Недостатъци на полиуретановия уплътнител:
① Когато се втвърдява в среда с висока температура и висока влажност при относително висока скорост, лесно се генерират мехурчета, което влияе върху работата на уплътнителя;② При залепване и запечатване на компоненти на непорести субстрати (като стъкло, метал и др.), обикновено се изисква грунд;③ Плитка Формулата на цвета е податлива на UV стареене и стабилността на съхранение на лепилото е силно повлияна от опаковката и външните условия;④ Топлоустойчивостта и устойчивостта на стареене са малко недостатъчни.
2.3 Предимства и недостатъци на силан-модифицираните полиуретанови уплътнители
⑴Предимства на силан модифициран полиуретанов уплътнител:
① Втвърдяването не произвежда мехурчета;② Има добра гъвкавост, устойчивост на хидролиза и стабилност на химическа устойчивост;③ Отлична устойчивост на атмосферни влияния, устойчивост на топлина, устойчивост на стареене, стабилност на продукта при съхранение;④ Широка адаптивност към субстрати, при залепване Обикновено не се изисква грунд;⑤Повърхността може да бъде боядисана.
⑵Недостатъци на силан модифицирания полиуретанов уплътнител:
① UV устойчивостта не е толкова добра, колкото тази на силиконовия уплътнител;② Устойчивостта на разкъсване е малко по-лоша от тази на полиуретановия уплътнител.
2.4 Предимства и недостатъци на полиетерните уплътнители със силилен край
⑴Предимства на полиетерния уплътнител със силилен край:
① Има отлични свързващи свойства към повечето субстрати и може да постигне активиращо свързване без грунд;② Има по-добра устойчивост на топлина и UV устойчивост на стареене от обикновения полиуретан;③ Може да се боядисва върху повърхността му.
⑵Недостатъци на полиетерния уплътнител със силилов край:
① Устойчивостта на атмосферни влияния не е толкова добра, колкото тази на силиконовия силикон и след стареене на повърхността се появяват пукнатини;② Адхезията към стъклото е лоша.
Чрез горното въведение имаме предварително разбиране за механизмите на втвърдяване на няколко често използвани типа еднокомпонентни реактивни еластични уплътнители и чрез сравняване на техните предимства и недостатъци можем да постигнем цялостно разбиране на всеки продукт.При практически приложения уплътнителят може да бъде избран според действителните условия на приложение на свързващата част, за да се постигне добро запечатване или свързване на частта за приложение.
Време на публикуване: 15 ноември 2023 г