Jak správně používat silikonové lepidlo?
Silikonový lepicí tmel se skládá ze silikonového prášku a polymerů. Lze s ním lepit různé materiály a také utěsnit malé mezery. Má dobrou přilnavost ke sklu, gumě, dřevu, keramice a plastu. Po úplném zaschnutí silikonového lepidla se stává mechanicky pevným a elastickým. Protože tmel neobsahuje žádná rozpouštědla ani rychle těkavé látky, nedochází po vytvrzení k žádnému smrštění materiálu.
Použití lepícího tmelu
Silikon dokonale snáší změny teploty, vystavení vlhkosti a ultrafialovému záření. Nejčastěji se lepicí tmel používá k utěsnění tenkých trhlin mezi cihlovou zdí a vanou nebo umyvadlem. Materiál je také vhodný pro opravy netěsností v akváriu, protože dlouhodobé vystavení vlhkosti v žádném případě nesnižuje jeho pevnost. Lepidlo navíc neobsahuje žádné toxické složky, které by mohly poškodit živé organismy.
Tmel se prodává v malých tubách nebo speciálních lahvičkách. Při práci s lahví potřebujete speciální pistoli, která vytlačí lepidlo z nádoby. Potřeba použití silikonového lepidla vzniká, když je potřeba díly nejen spolehlivě slepit, ale také zajistit těsnost spoje mezi nimi. Práce s lepidlem se provádí takto:
- 1. Pomocí nůžek odstřihněte hubici z tuby.
- 2. Na výsledný otvor se nasadí speciální dávkovač.
- 3. Díly určené k lepení jsou očištěny od nečistot a odmaštěny.
- 4. Dále se na očištěné povrchy nanese lepidlo.
- 5. Poté jsou výrobky spojeny a lisovány lisem po dobu jednoho dne.
- 6. Na konci práce se přebytečný tmel odstraní nožem.
Konzistence lepidla zajišťuje kvalitní vyplnění a vyhlazení různých dutin či výdutí. Silikon přitom vůbec nestéká a neroztírá se po ošetřovaném povrchu. Díky vysokému stupni přilnavosti dokonale spojuje materiály různého složení: kov se sklem, porcelán s plastem, dřevo s keramikou. Pokud jsou lepené povrchy vysoce porézní, je vhodné na ně nejprve nanést speciální základní nátěr. Silikonové lepidlo lze použít k utěsnění prasklin v oknech a dveřích. Vzhledem k jeho vynikající těsnosti není po jeho použití nutná další izolace okenních otvorů.
Vlastnosti silikonového materiálu
Vzhledem k tomu, že silikonové lepidlo-tmel neobsahuje toxické látky, nejsou při práci s ním vyžadována žádná zvláštní bezpečnostní opatření. Materiál se velmi snadno používá. Pro úspěšnou práci s ním není nutné mít rozsáhlé zkušenosti ve stavebnictví ani mít specifické znalosti. Když šev zcela ztvrdne, stane se pevným a elastickým. Bez jakéhokoli poškození se může volně natahovat a ohýbat. Tyto vlastnosti si materiál zachovává při teplotách od – 40 do + 200 stupňů Celsia.
Jednosložkový silikon tvrdne při běžném působení vzduchu. K vytvrzení dvousložkového materiálu se do něj přidává speciální katalyzátor. Pro potravinářský průmysl jsou vyráběny neutrální tmely, které neobsahují žádné toxické látky. Většina silikonových materiálů má dobrou požární odolnost a jsou také dielektrické.
Dnes se silikonové lepidlo-tmel používá ve stavebnictví, stejně jako při instalaci různých zařízení. Používá se k utěsnění spojů potrubí přívodu studené a teplé vody. Životnost tmelu je 40 let. Lze jej aplikovat na vodorovné i svislé povrchy. Vzhledem ke své vysoké elasticitě se však materiál nedoporučuje používat k upevnění čelního nebo zadního skla automobilu nebo jako těsnění pod hlavu motoru.
109377, Moskva, Rjazansky prospekt, 32, bldg. 3, kancelář 418
Pokračujme pomalu v našem příběhy o rybaření opusy o lepidlech. Náš dnešní hrdina se nemůže pochlubit titulem oblíbeného konstrukčního lepidla pro některé vesmírné lodě, ale drtivé většině čtenářů je matně známý. Protože silikony jsou hlavními lepidly pro všechny druhy samolepek, etiket a lepicích pásek ve spotřebitelském (na rozdíl od profesionálních lepicích pásek). No a ke všemu se k utěsnění čehokoliv a všeho nejčastěji používá silikon. Pod střihem je vysvětlení, proč to může dělat a jak mu pomoci, aby to dělal ještě lépe. O „křemíku je neviditelný dělník“.
RU Wikipedia nám říká, že silikony (polyorganosiloxany, polysiloxany) jsou křemíkové polymery obsahující kyslík, jejichž struktura je reprezentována hlavním anorganickým řetězcem křemíku a kyslíku -Si-O-Si-O-Si-O- s připojenými bočními organickými skupinami k němu (jsou připojeny k atomům křemíku). Někdy mohou tyto závěsné funkční skupiny spojovat dva nebo více křemíkových řetězců dohromady a vytvářet příčné vazby. Změnou a) délky hlavního organokřemičitého řetězce, b) postranních funkčních skupin a c) počtu a typu příčných vazeb lze syntetizovat silikony s různými vlastnostmi.
První studie chemie silikonů provedl na konci 19. století anglický chemik Frederick Kipping („otec silikonů“) a byl to mimochodem on, kdo navrhl termín silikon. Mnoho „překladatelů“ (většinou novinářské bratrstvo) si díky tomu stále plete silikony a křemík. Křemík je anorganické polovodičový materiál, který se používá k výrobě integrovaných obvodů a solárních článků. A silikony jsou organické sloučeniny, které obsahují křemík, uhlík, vodík, kyslík a někdy i další atomy a nejčastěji se používají jako tmely, lepidla na etikety a. například implantáty pro zvětšení prsou. Doufám tedy, že si čtenář habra nikdy nesplete křemík (křemík) a silikon (silikon). Včetně toho, když se rozhovor stočí ke Silicon Valley.
Odhlédneme-li od historických paralel, můžeme říci, že první, kdo uvažoval o komerčním potenciálu v silikonech, byli chemičtí podnikatelé, reprezentovaní Corning Glassworks (dnes Dow Corning) a General Electric, a právě díky nim vznikly stovky a tisíce různých modifikací, byly vyvinuty kompozice atd.
Většina silikonových tmelů je založena na silanolem zakončených polydimethylsiloxanech, často nazývaných silanoly, například: kde n je typicky mezi 300 a 1600:
Díky své struktuře zaujímají tyto sloučeniny jedinečnou mezipolohu mezi anorganickými a organickými materiály. Bohatá anorganická kostra Si-O-Si poskytuje vynikající elasticitu, pružnost a odolnost vůči slunečnímu záření (hlavně UV záření), zatímco organické funkční skupiny jsou zodpovědné za mezimolekulární síly. Lze poznamenat následující klíčové vlastnosti, které určují flexibilitu a odolnost této třídy materiálů:
— Nízké povrchové napětí
— Vysoká vodoodpudivost
— Nízká teplota skelného přechodu
— Vysoká propustnost plynů
— Vysoká tepelná stabilita a odolnost vůči oxidantům
— Nerozpustnost ve vodě
— Vysoká energie vazby křemík-kyslík
Silikonová lepidla se nevyznačují vysokou pevností (včetně pevnosti v roztržení), jsou ceněna především pro svou elasticitu a schopnost pracovat v širokém teplotním rozsahu (od kryotechniky od -115°C do více než 265°C se znaménkem plus, dle); způsob, v případě potřeby ještě vyšší, používat doplňky na bázi oxidu železa). Zjednodušeně řečeno, silikonová lepidla jsou velmi lepivá (až tak, že se díky své nízké povrchové energii mohou lepit s polyetylenem/polypropylenem a fluorokarbony – ahoj sappience s dotazem na „Duty Free tašky“).
Navíc nízké smrštění a schopnost snadno vyplnit povrchové nerovnosti a mezery (v důsledku nízkého povrchového napětí) činí z těchto materiálů ideální tmely v kuchyních a koupelnách. Silikon je ideální, když je pevnost v odlupování důležitější než pevnost v tahu nebo ve smyku.
Budova: montáž a montáž zasklení (dřevo, kovy, plasty, sklo), vyplňování spár a dilatačních spár na fasádách a zdivu, vodotěsné těsnění při vytváření nádob a akvárií (průmyslových i domácích), těsnění v chladicích jednotkách a klimatizačních systémech.
Nízká polarita silikonových elastomerů dává těmto sloučeninám vynikající elektrické izolační vlastnosti, díky čemuž jsou vysoce odolné vůči vysokonapěťové ionizaci a tvorbě koróny. Navíc si silikonová lepidla a tmely zachovávají své užitečné izolační vlastnosti při zvýšených teplotách díky absenci tepelné degradace.
Elektronika: izolační silikony s nízkou viskozitou se používají pro plnění elektronických součástek (sloučenin). Jako vodivá lepidla se používají silikony plněné kovem.
Vynikající odolnost vůči ozónu a ultrafialovému záření vlastní silikonovým polymerům činí použití speciálních přísad a přísad zbytečným. Silikonové elastomery mohou fungovat po dlouhou dobu bez praskání nebo smršťování venku ve všech klimatických podmínkách. To je důvod, proč jsou silikony hojně využívány pro lepení skel při zasklívání budov (tedy tam, kde lze očekávat výraznou tepelnou roztažnost materiálů) nebo pro výrobu nádrží.
Vysoké počáteční náklady jsou více než kompenzovány vysokou životností a absencí nutnosti častých oprav.
Raketová věda: Silikony se používají ve vysokovakuové technice (včetně kosmické), při stavbě jaderných elektráren (v laboratorních jaderných zařízeních atd.) kvůli jejich radiační odolnosti.
Mezi nevýhody lze zaznamenat nízkou odolnost vůči benzínu, která poněkud omezuje použití silikonů v automobilovém/leteckém průmyslu. A to, že toto lepidlo vytvrzuje velmi dlouho v hlubokých vrstvách (nedoporučuje se používat vrstvu silnější než 12-13 mm) kvůli zvláštnostem zesíťování vzdušnou vlhkostí (= difúze vlhkého vzduchu hluboko do materiál se zpomaluje s rostoucí tloušťkou vrstvy lepidla atd. atd.). Nízká povrchová energie neumožňuje barvám vytvořit dobrou přilnavost k silikonovému povlaku (proto se tmel obtížně přetírá běžným nátěrem), což je někdy životně důležité, když chcete skrýt lepicí šev. Konečně, v závislosti na typu použitého silikonu (více o tom níže), se může během procesu vytvrzování uvolňovat kyselina octová, která působí jako činidlo urychlující korozi (zejména při kontaktu s kovy, jako je měď a mosaz).
Druhy silikonových lepidel
Silikonová lepidla se dělí do dvou hlavních skupin:
Jednosložkový Silikony obsahují polyorganosiloxan s koncovými -OH skupinami a síťovadlo (například methyltriacetoxysilan), které je citlivé na hydrolýzu, to znamená, že reaguje s vodou (při kontaktu materiálu se vzdušnou vlhkostí) v důsledku kondenzační reakce při teplotě místnosti. Proto se tento typ často nazývá také RTV-1 (= vulkanizace při pokojové teplotě, jednosložková). Vedlejším produktem kondenzace je kyselina octová (při použití methyltriacetoxysilanu jako tvrdidla, i když u tzv. RTV-1 s neutrálním vytvrzováním se může uvolňovat i alkohol). Nejlevnější, a tedy nejběžnější (základ drtivé většiny stavebních a domácích tmelů) verze silikonu je acetoxy silikon. K počátečnímu zatuhnutí lepidla dojde během 15-20 minut a plné hloubky dosáhne během 24-48 hodin v závislosti na relativní vlhkosti během vytvrzování (na obrázku níže je graf vytvrzování nejběžnějšího acetoxy silikonu v prostředí s 50% vlhkostí) .
V průměru se předpokládá, že vytvrzování probíhá průměrnou rychlostí přibližně 2 mm za den. Protože proces závisí na vlhkosti vzduchu, teplotě a tloušťce lepené spáry, je logické zmínit, že pro urychlení vytvrzování je nutné a) nenanášet silikon ve velmi silné vrstvě (max. 6 mm), b) zajistit max. vzduchový kontakt lepeného spoje s vlhkým vzduchem (aktivně větrejte místnost, nepoužívejte švy se složitou geometrií (spirála/lomená apod.), ani švy uvnitř předmětů bez přístupu vzduchu. Od Během kondenzačního procesu se uvolňuje kyselina octová, poté přidání složek s alkalickou reakcí (například alkalický čistič trubek ala „Mole“ nebo hašené vápno) urychlí proces vytvrzování Kyselina reaguje s alkálií, neutralizuje a produkuje voda, která zase reaguje se silikonem (kromě difuzní vody odebrané ze vzduchu no, vůně octa bude evidentně slabší (mimochodem, pokud bude potřeba). takový silikon smyjte – „vyklepejte klín klínem“ – nejproduktivněji to udělejte koncentrovanější kyselinou octovou, alespoň 70% esence).
Kromě nepříjemného zápachu, jak jsem již zmínil, může uvolněná kyselina octová stimulovat korozní procesy kovů. Z tohoto důvodu byly tmely RTV-1 vyvinuty s použitím jiných tužidel.
Příklady nejčastěji používaných spojení s jejich CAS čísly jsou uvedeny v tabulce níže:
Je pravda, že takové silikony jsou o něco dražší, jsou méně obvyklé a proces vytvrzování je pomalejší. Porovnání různých RTV-1 pod spoilerem
Porovnání různých typů RTV-1
Pokud z nějakého důvodu nejsou vhodné jednosložkové silikony, můžete zkusit silikony dvousložkový, nebo RTV-2 (= vulkanizace při pokojové teplotě, dvousložková). Taková lepidla:
— vyléčit mnohem rychleji než první skupina
– nevyžadují vysokou vlhkost vzduchu
— vytvrzujte rovnoměrně po celé hloubce lepené spáry (bez ohledu na šířku)
– během procesu vytvrzování neuvolňují pochybné vedlejší produkty
Typický silikon RTV-2 se skládá ze silanolu + tvrdidla s katalyzátorem. Katalyzátory jsou organické sloučeniny cínu (oktoát cínu nebo dibutylcíndilaurát, které mimochodem fungují také jako vytvrzovací katalyzátory s „neutrálním“ RTV-1). Zvýšení teploty urychlí proces vytvrzování. Příkladem je známý silikonový tmel SYLGARD 184, který se aktivně používá pro těsnění solárních bateriových modulů.
Vytvrzené dvousložkové silikony vykazují nízké smrštění a poskytují nejlepší tepelnou odolnost ze všech silikonových lepidel.
Výkonové charakteristiky silikonového adhezivního švu (RTV-2, ačkoli některé body platí také pro RTV-1) jsou obecně ovlivněny následujícími faktory:
— Struktura prekurzoru
— Dávkování tužidla: příliš vysoká dávka může způsobit, že lepený spoj bude příliš tvrdý, nestabilní nebo dokonce nevytvrzený (viz můj ps)
— pH prostředí: pH urychluje rychlost hydrolýzy a kondenzace.
— Mnoho látek může působit jako katalyzátory: minerální kyseliny, alkoxidové soli, sloučeniny cínu, estery titanu, zirkoniové soli, sloučeniny fosforu a aminy.
-Teplota systému: při vyšších teplotách se molekula pohybuje rychleji / kolize se zvyšují => vytvrzování probíhá rychleji.
Pod spoilerem je tabulka se známými zástupci komerčních silikonů a jejich vlastnostmi. Jako obvykle se ptáme v komentářích :)
Zahraniční komerční silikonová lepidla
Legenda tabulky:
TS: pevnost v tahu
SG: měrná hmotnost (hustota vzhledem k hustotě vody).
HS: tvrdost Shore (A nebo D)
EL (%): prodloužení při přetržení během zkoušky tahem, %.
Visc. (Pa.s): viskozitní index (pascalová sekunda)
Provoz (°C): provozní teplota vytvrzeného lepeného spoje
Léčit: Typ vytvrzování pro dosažení standardní pevnosti spoje. RT-pokojová teplota (pokud je tam číslo, jedná se o teplotu ohřevu).
Míra vyléčení (mm/den): rychlost vytvrzování (mm/den)
Čas kůže (min): čas potřebný k vytvrzení (minimální požadovaná síla lepeného spoje)
Označení:
1n= jednosložkový neutrální, 1a= jednosložkový kyselý, 2 – dvousložkový
Kroužky označují vlastnosti konkrétního lepidla vzhledem ke všem lepidlům. dané třída: černý kruh – nejvyšší, černobílý kruh – střední, bílý kruh – slabý.
Jak to „odtrhnout z dlaždic“:
Mimochodem, pokud potřebujete takový silikon omýt – „vyklepejte klín klínem“ – nejproduktivnější je to udělat s koncentrovanější kyselinou octovou, alespoň 70% esence
Průmyslové odstraňovače:
– od „otců silikonu“ Dow Corning, DS-2025 pro vytvrzený silikon – obsahuje kyselinu dodecylbenzensulfonovou (aniontovou povrchově aktivní látku), ABSA
– od „otců silikonu“ Dow Corning, DS-1000 pro NEVulkanizovaný silikon – obsahuje neiontovou povrchově aktivní látku – ethoxylovaný alkohol C6-C12, kvartérní amoniovou sloučeninu, propylenglykolmethylether (=rozpouštědlo pro mytí trysek náplní inkoustových tiskáren), (2-methoxymethylethoxy)propanol (mycí kapalina v tisku).
PS Moje první seznámení s dvousložkovým silikonem
Moje seznámení s dvousložkovým silikonem bylo spíše smutné (viz věnování článku). Stejný Sylgard 184 byl vyprosován od přátel z příbuzného výzkumného ústavu, aby vytvořili repliku difrakční mřížky (ze starého sovětského zařízení, typ MDR-2 1200 linek/mm). Z tohoto:
Aniž bych cítil, že je v tom nějaký háček, namíchal jsem komponenty tak, jak mi doporučili kolegové („normálně to tuhne“) a umístil mřížku na tuto vrstvu docela tekutého silikonu. Radostně jsem šel domů a očekával krásu, kterou ráno obdržím. Ráno mě ale přivítal stejný, nevytvrzený silikon, který byl rozmazaný po celé mřížce. Vstávaly mi vlasy na hlavě (uvnitř jsem cítila, že to není jen mřížka) a začala jsem zkoušet různá mytí. Situaci komplikoval fakt, že difrakční mřížku nemůžete otřít – veškerá rytina se zničí. Stačí odstranit rozpouštědlo proudem dusíku. Zkoušel jsem všechno, i ta nejvzácnější rozpouštědla (koneckonců, ten člověk mi věřil a já jsem vlastně zničil věc někoho jiného). S pocitem bezmoci jsem se rozhodl silikon vytvrdit teplotou. Ztvrdla a nyní pevně pohřbila myšlenku zachování difrakčních pruhů mřížky. Ale rozhodl jsem se to dokoukat až do konce. Po vyzkoušení asi 30 různých rozpouštědel byl jediný způsob, jak zkapalnit tvrdou hmotu, pomocí ledové kyseliny octové. A tlakem plynu to sfoukněte z roštu. Neměl jsem odvahu podívat se pod mikroskopem na to, co zbylo na skle z mikrodrážek vyrytých na hliníkovém substrátu mřížky. Takhle ta mřížka pořád leží :(. Promiň, Andrey, jestli čteš tento.
PPS Šťastnou opožděnou profesionální dovolenou všem chemikům! A habra-chemici – s odstraněním „chemie“ ze specializovaných center :) Takže, mladí, teď budeme psát články ve volném čase z práce.
Důležité! Nemohu nazvat své články populární vědou v plném slova smyslu („sci-fi pro dospělé“), protože ve většině případů dokáže číst a strávit to, co je napsáno, pouze osoba s poměrně vysokým vědeckým a technickým vzděláním. Obecně platí, že ve světle nejnovějších „PAP-habra-permutací“ je psaní seriálových článků pozastaveno na dobu neurčitou.
Pokud nás komunita podpoří, budeme pokračovat. Sbírá se standardních 5000 rublů. prostřednictvím „Podpořte autora“ – píšu článek o epoxidy. Při překladu prosím uveďte komentář „pokračování článků o lepidlech“. Zároveň prověříme, zda je toto téma pro čtenáře skutečně zajímavé. JIŽ VYBRÁNO 1950 rublů.
Důležité! Všechny aktualizace a přechodné poznámky, ze kterých se pak plynule tvoří články habra, můžete nyní vidět na mém kanálu Telegram lab66. Přihlaste se k odběru, abyste nečekali na další článek, ale abyste byli okamžitě informováni o všech výzkumech :)