Jednokomponentni silikon je svestran i široko korišten materijal u raznim industrijama, poznat po svojim izvrsnim svojstvima brtvljenja, lijepljenja i izolacije.
1. Polidimetilsiloksan (PDMS)
Primarna komponenta jednokomponentnog silikona je polidimetilsiloksan (PDMS), vrsta silikonskog polimera. PDMS je sintetski polimer sastavljen od ponavljajućih jedinica dimetilsiloksana, koji se sastoji od atoma silicija vezanog na dvije metilne skupine i dva atoma kisika. Ova struktura PDMS-u daje njegova jedinstvena svojstva, kao što su niska površinska napetost, visoka fleksibilnost i izvrsna toplinska stabilnost.
PDMS je okosnica jednokomponentnog silikona, pružajući materijalu njegovu elastičnu i gumastu prirodu. Omogućuje rastezanje i deformiranje silikona bez gubitka oblika, što ga čini idealnim za primjene gdje je potrebna fleksibilnost, kao što je brtvljenje spojeva i brtvila. Osim toga, PDMS ima nisku temperaturu staklenog prijelaza, što znači da ostaje fleksibilan čak i na niskim temperaturama, što ga čini prikladnim za upotrebu u hladnim okruženjima.
2. Agenti za unakrsno povezivanje
Kako bi se tekući PDMS pretvorio u čvrsti, elastični materijal, jednokomponentnoj silikonskoj formulaciji dodaju se sredstva za umrežavanje. Ovi agensi reagiraju s PDMS lancima, stvarajući kemijske veze između njih i stvarajući trodimenzionalnu mrežnu strukturu.
Postoje različite vrste sredstava za umrežavanje koje se koriste u jednokomponentnom silikonu, ovisno o mehanizmu stvrdnjavanja. Na primjer, u jednokomponentnim silikonima koji stvrdnjavaju vlagom, sredstvo za umrežavanje reagira s vlagom u zraku i stvara krutinu. Uobičajena sredstva za umrežavanje u silikonima koji stvrdnjavaju u vlazi uključuju alkoksisilane. Kada su izloženi vlazi, alkoksisilani hidroliziraju i zatim reagiraju s PDMS lancima stvarajući poprečne veze.
Uz sredstva za umrežavanje koja se stvrdnjavaju vlagom, postoje i sredstva za umrežavanje koja se stvrdnjavaju toplinom i UV zračenjem. Agensi za umrežavanje koji se stvrdnjavaju toplinom zahtijevaju primjenu topline da započnu reakciju umrežavanja, dok se agensi za umrežavanje koji stvrdnjavaju pomoću UV zraka aktiviraju ultraljubičastim svjetlom.
3. Punila
Punila su još jedna važna komponenta jednokomponentnog silikona. Dodaju se kako bi se poboljšala mehanička svojstva silikona, poput čvrstoće, tvrdoće i otpornosti na abraziju. Uobičajena punila koja se koriste u jednokomponentnom silikonu uključuju silicij, kalcijev karbonat i talk.
Silicij je jedno od najčešće korištenih punila u silikonskim formulacijama. Može povećati otpornost na kidanje i vlačnu čvrstoću silikona. Čestice silicijevog dioksida djeluju kao pojačanje, sprječavaju rast pukotina i poboljšavaju ukupnu trajnost materijala. Kalcijev karbonat također je popularno punilo koje može povećati tvrdoću i krutost silikona. Talk se često koristi za poboljšanje tečnosti silikona tijekom obrade.
4. Plastifikatori
Jednokomponentnom silikonu dodaju se plastifikatori kako bi se povećala njegova fleksibilnost i smanjila tvrdoća. Djeluju tako da smanjuju međumolekularne sile između PDMS lanaca, omogućujući im da se slobodnije kreću. Time se dobiva mekši i savitljiviji materijal.
Uobičajeni plastifikatori koji se koriste u jednokomponentnom silikonu uključuju ftalate i plastifikatore bez ftalata. Ftalati su se naširoko koristili u prošlosti, ali zbog zabrinutosti o njihovim potencijalnim učincima na zdravlje, plastifikatori bez ftalata postaju sve popularniji. Plastifikatori bez ftalata nude slične performanse kao ftalati, a istovremeno su ekološki prihvatljiviji.
5. Dodaci
Aditivi se koriste u jednokomponentnom silikonu kako bi materijalu dali specifična svojstva. Na primjer, antioksidansi se dodaju kako bi se spriječilo oksidiranje i degradacija silikona tijekom vremena. UV stabilizatori koriste se za zaštitu silikona od štetnih učinaka ultraljubičastog svjetla, koje može uzrokovati promjenu boje i krtost.
Usporivači gorenja još su jedna važna vrsta aditiva. Dodaju se kako bi silikon bio otporan na vatru. Usporivači gorenja djeluju tako da ispuštaju plinove koji razrjeđuju kisik u zraku ili stvaraju pougljeni sloj na površini silikona, koji djeluje kao prepreka toplini i kisiku.
Primjena jednokomponentnog silikona
Jedinstveni kemijski sastav jednokomponentnog silikona daje mu širok raspon primjena. U elektroničkoj industriji koristi se zaBijeli vatrootporni silikon za pričvršćivanje PCB komponente. Izvrsna izolacijska svojstva silikona i sposobnost podnošenja visokih temperatura čine ga idealnim za zaštitu i osiguranje PCB komponenti.
U građevinskoj industriji,Jednodijelni silikonski brtvilokoristi se za brtvljenje spojeva i pukotina u zgradama. Fleksibilnost silikona i otpornost na vremenske uvjete osiguravaju dugotrajno i vodonepropusno brtvljenje.
U automobilskoj industriji,Električno brtvilo od silikonske gumekoristi se za brtvljenje električnih spojeva i njihovu zaštitu od vlage i korozije. U automobilskoj industriji, Electrical Silicone Rubber Sealant se koristi za brtvljenje električnih spojeva i njihovu zaštitu od vlage i korozije. Ovi materijali pomažu osigurati pouzdanu izolaciju i zaštitu okoliša za osjetljive elektroničke sklopove. Na primjer,RTV1 električni izolacijski silikonobično se koristi tamo gdje je potrebna stabilna električna izolacija i otpornost na vlagu.
Reference
- Mark, JE, & Erman, B. (2007). Znanost i tehnologija gume. Akademski tisak.
- Dow Corning. (2019). Priručnik o tehnologiji silikona.
- Wacker Chemie AG. (2020). Silikoni: svojstva, primjena, tehnologija.