Tidak, ini tidak akan membosankan, sungguh—terutama jika Anda menyukai benda-benda berbahan karet elastis. Jika Anda terus membaca, Anda akan menemukan hampir semua yang ingin Anda ketahui tentang Sealant Silikon Satu Bagian.
1) Apa itu
2) Cara membuatnya
3) Dimana menggunakannya
Perkenalan
Apa itu sealant silikon satu bagian?
Ada banyak jenis sealant yang dapat dikeringkan secara kimia—Silikon, Poliuretana, dan Polisulfida adalah yang paling umum. Nama sealant ini berasal dari struktur molekul yang terlibat.
Tulang punggung silikonnya adalah:
Si – O – Si - O – Si – O – Si
Silikon yang dimodifikasi adalah teknologi baru (setidaknya di AS) dan sebenarnya berarti kerangka organik yang diawetkan dengan kimia silana. Contohnya adalah polipropilena oksida yang diakhiri dengan alkoksisilana.
Semua reaksi kimia ini bisa berupa satu bagian atau dua bagian, yang tentunya berkaitan dengan jumlah bagian yang dibutuhkan untuk membuat benda tersebut mengering. Oleh karena itu, satu bagian berarti membuka tabung, kartrid, atau ember, dan material Anda akan mengering. Biasanya, sistem satu bagian ini bereaksi dengan kelembapan di udara dan berubah menjadi karet.
Jadi, silikon satu bagian adalah sistem yang stabil dalam tabung hingga, saat terkena udara, mengeras dan menghasilkan karet silikon.
Keuntungan
Silikon satu bagian memiliki banyak keunggulan yang unik.
-Jika diracik dengan benar, silikon sangat stabil dan andal dengan daya rekat dan sifat fisik yang sangat baik. Masa simpan (waktu yang memungkinkan Anda membiarkannya di dalam tabung sebelum digunakan) minimal satu tahun adalah normal, dengan beberapa formulasi yang dapat bertahan hingga bertahun-tahun. Silikon juga tidak diragukan lagi memiliki kinerja jangka panjang terbaik. Sifat fisiknya hampir tidak berubah seiring waktu tanpa terpengaruh oleh paparan sinar UV, dan, di samping itu, silikon menunjukkan stabilitas suhu yang sangat baik, melebihi sealant lain setidaknya 50°C.
Silikon satu bagian mengering relatif cepat, biasanya membentuk lapisan kulit dalam 5 hingga 10 menit, bebas lengket dalam satu jam, dan mengeras menjadi karet elastis dengan kedalaman sekitar 0,5 cm dalam waktu kurang dari sehari. Permukaannya terasa kenyal dan nyaman.
-Karena dapat dibuat tembus cahaya, yang merupakan fitur penting tersendiri (tembus cahaya adalah warna yang paling banyak digunakan), relatif mudah untuk memberi pigmen pada warna apa pun.
Keterbatasan
Silikon memiliki dua keterbatasan utama.
1) Tidak dapat dicat dengan cat berbahan dasar air, akan sulit juga jika menggunakan cat berbahan dasar pelarut.
2) Setelah kering, sealant dapat melepaskan sebagian plasticizer silikonnya yang, bila digunakan pada sambungan ekspansi bangunan, dapat menimbulkan noda yang tidak sedap dipandang di sepanjang tepi sambungan.
Tentu saja, karena sifatnya yang hanya terdiri dari satu komponen, mustahil untuk mendapatkan bagian yang dalam dan cepat kering karena sistem harus bereaksi dengan udara sehingga proses pengeringan berlangsung dari atas ke bawah. Lebih spesifik lagi, silikon tidak dapat digunakan sebagai satu-satunya segel pada jendela kaca berinsulasi karena... Meskipun silikon sangat baik dalam mencegah masuknya air cair dalam jumlah besar, uap air relatif mudah melewati karet silikon yang telah dikeringkan, sehingga menyebabkan unit IG berembun.
Area Pasar dan Penggunaannya
Silikon satu bagian digunakan hampir di mana saja dan di mana saja, termasuk, yang membuat beberapa pemilik bangunan kecewa, di mana dua keterbatasan yang disebutkan di atas menimbulkan masalah.
Pasar konstruksi dan DIY menyumbang volume terbesar, diikuti oleh otomotif, industri, elektronik, dan kedirgantaraan. Seperti semua sealant, fungsi utama silikon satu bagian adalah untuk merekatkan dan mengisi celah di antara dua substrat yang serupa atau berbeda untuk mencegah air atau angin masuk. Terkadang, suatu formulasi hampir tidak berubah selain membuatnya lebih mudah mengalir, yang kemudian menjadi pelapis. Cara terbaik untuk membedakan pelapis, perekat, dan sealant sangatlah sederhana. Sealant menyegel di antara dua permukaan, sedangkan pelapis hanya menutupi dan melindungi satu permukaan, sementara perekat menyatukan dua permukaan secara ekstensif. Sealant paling mirip perekat ketika digunakan dalam pelapisan kaca struktural atau pelapisan kaca berinsulasi, namun tetap berfungsi untuk menyegel kedua substrat selain menjaganya tetap menyatu.
Kimia Dasar
Sealant silikon dalam keadaan belum diawetkan biasanya tampak seperti pasta kental atau krim. Saat terpapar udara, gugus ujung reaktif polimer silikon terhidrolisis (bereaksi dengan air) lalu bergabung satu sama lain, melepaskan air dan membentuk rantai polimer panjang yang terus bereaksi satu sama lain hingga akhirnya pasta berubah menjadi karet yang mengesankan. Gugus reaktif pada ujung polimer silikon berasal dari bagian terpenting formulasi (tidak termasuk polimer itu sendiri) yaitu pengikat silang. Pengikat silang inilah yang memberikan sealant sifat-sifat khasnya baik secara langsung seperti bau dan laju pengawetan, maupun secara tidak langsung seperti warna, daya rekat, dll. karena adanya bahan baku lain yang mungkin digunakan dengan sistem pengikat silang tertentu seperti pengisi dan promotor daya rekat. Memilih pengikat silang yang tepat adalah kunci untuk menentukan sifat akhir sealant.
Jenis-jenis Pengeringan
Ada beberapa sistem pengawetan yang berbeda.
1) Asetoksi (bau cuka asam)
2) Oksim
3) Alkoksi
4) Benzamida
5) Amina
6) Aminoksi
Oksim, alkoksi, dan benzamida (lebih banyak digunakan di Eropa) merupakan sistem yang disebut netral atau non-asam. Sistem amina dan aminoksi memiliki bau amonia dan umumnya lebih banyak digunakan di area otomotif dan industri, atau aplikasi konstruksi luar ruangan tertentu.
Bahan Baku
Formulasi terdiri dari beberapa komponen berbeda, beberapa di antaranya bersifat opsional, tergantung pada penggunaan akhir yang dimaksudkan.
Satu-satunya bahan baku yang mutlak diperlukan adalah polimer reaktif dan pengikat silang. Namun, pengisi, promotor adhesi, polimer non-reaktif (plasticizing), dan katalis hampir selalu ditambahkan. Selain itu, banyak aditif lain yang dapat digunakan seperti pasta pewarna, fungisida, penghambat api, dan penstabil panas.
Formulasi Dasar
Konstruksi oksim atau formulasi sealant buatan sendiri yang umum akan terlihat seperti ini:
| % | ||
| Polidimetilsiloksan, OH diakhiri 50.000cps | 65.9 | Polimer |
| Polidimetilsiloksan, trimetil diakhiri, 1000cps | 20 | Plasticizer |
| Metiltrioximinosilana | 5 | Pengikat silang |
| Aminopropiltrietoksisilana | 1 | Promotor adhesi |
| Luas permukaan silika berasap 150 m2/g | 8 | Pengisi |
| Dibutiltin dilaurat | 0.1 | Katalisator |
| Total | 100 |
Sifat Fisik
Sifat fisik yang khas meliputi:
| Perpanjangan (%) | 550 |
| Kekuatan Tarik (MPa) | 1.9 |
| Modulus pada Perpanjangan 100 (MPa) | 0.4 |
| Kekerasan Shore A | 22 |
| Kulit Seiring Waktu (menit) | 10 |
| Waktu Bebas Paku (menit) | 60 |
| Waktu Gores (menit) | 120 |
| Melalui Penyembuhan (mm dalam 24 jam) | 2 |
Formulasi yang menggunakan pengikat silang lain akan terlihat serupa, mungkin berbeda dalam tingkat pengikat silang, jenis promotor adhesi, dan katalis pengeras. Sifat fisiknya akan sedikit berbeda kecuali jika pemanjang rantai terlibat. Beberapa sistem tidak dapat dibuat dengan mudah kecuali menggunakan pengisi kapur dalam jumlah besar. Formulasi semacam ini jelas tidak dapat diproduksi dalam bentuk bening atau tembus cahaya.
Mengembangkan Sealant
Ada 3 tahap untuk mengembangkan sealant baru.
1) Konsepsi, produksi dan pengujian di laboratorium-volume sangat kecil
Di sini, ahli kimia laboratorium memiliki ide-ide baru dan biasanya memulai dengan batch manual sekitar 100 gram sealant hanya untuk melihat bagaimana sealant tersebut mengeras dan jenis karet apa yang dihasilkan. Kini tersedia mesin baru "The Hauschild Speed Mix" dari FlackTek Inc. Mesin khusus ini ideal untuk mencampur batch kecil 100 gram ini dalam hitungan detik sambil mengeluarkan udara. Hal ini penting karena kini memungkinkan pengembang untuk benar-benar menguji sifat fisik batch kecil ini. Silika yang diasapi atau pengisi lain seperti kapur yang diendapkan dapat dicampur ke dalam silikon dalam waktu sekitar 8 detik. Proses de-airing membutuhkan waktu sekitar 20-25 detik. Mesin ini bekerja melalui mekanisme sentrifus asimetris ganda yang pada dasarnya menggunakan partikel itu sendiri sebagai lengan pencampurnya sendiri. Ukuran campuran maksimum adalah 100 gram dan tersedia beberapa jenis cangkir, termasuk yang sekali pakai, yang berarti sama sekali tidak perlu dibersihkan.
Kunci dalam proses formulasi bukan hanya jenis bahan, tetapi juga urutan penambahan dan waktu pencampuran. Tentu saja, pembuangan udara penting agar produk memiliki masa simpan, karena gelembung udara mengandung kelembapan yang kemudian akan menyebabkan sealant mengeras dari dalam.
Setelah ahli kimia mendapatkan jenis sealant yang dibutuhkan untuk aplikasi spesifiknya, skalakan hingga skala mixer planetary 1 liter yang dapat menghasilkan sekitar 3-4 tabung kecil berukuran 110 ml (3 ons). Ini adalah material yang cukup untuk pengujian masa simpan awal dan uji adhesi, ditambah persyaratan khusus lainnya.
Ia kemudian dapat menggunakan mesin 1 atau 2 galon untuk memproduksi 8-12 tabung 10 ons untuk pengujian lebih mendalam dan pengambilan sampel pelanggan. Sealant diekstrusi dari wadah melalui silinder logam ke dalam kartrid yang terpasang di atas silinder kemasan. Setelah pengujian ini, ia siap untuk meningkatkan skala produksi.
2) Peningkatan skala dan penyempurnaan-volume sedang
Dalam skala peningkatan, formulasi laboratorium kini diproduksi pada mesin yang lebih besar, biasanya dalam kisaran 100-200 kg atau sekitar satu drum. Langkah ini memiliki dua tujuan utama.
a) untuk melihat apakah ada perubahan signifikan antara ukuran 4 lb dan ukuran yang lebih besar ini yang dapat diakibatkan oleh tingkat pencampuran dan dispersi, laju reaksi dan jumlah sheer yang berbeda dalam campuran, dan
b) untuk menghasilkan materi yang cukup guna mengambil sampel calon pelanggan dan memperoleh umpan balik nyata di tempat kerja.
Mesin berkapasitas 50 galon ini juga sangat berguna untuk produk industri ketika volume rendah atau warna khusus dibutuhkan dan hanya sekitar satu drum dari setiap jenis yang perlu diproduksi pada satu waktu.
Ada beberapa jenis mesin pencampur. Dua yang paling umum digunakan adalah pencampur planet (seperti yang ditunjukkan di atas) dan pendispersi kecepatan tinggi. Pencampur planet cocok untuk campuran dengan viskositas tinggi, sementara pendispersi bekerja lebih baik, terutama pada sistem alir dengan viskositas rendah. Pada sealant konstruksi umum, kedua mesin ini dapat digunakan asalkan memperhatikan waktu pencampuran dan potensi panas yang dihasilkan oleh pendispersi kecepatan tinggi.
3) Jumlah produksi skala penuh
Produksi akhir, yang bisa berupa batch atau kontinu, diharapkan hanya mereproduksi formulasi akhir dari tahap peningkatan skala. Biasanya, sejumlah kecil bahan (2 atau 3 batch atau 1-2 jam produksi kontinu) diproduksi terlebih dahulu di peralatan produksi dan diperiksa sebelum produksi normal dimulai.
Pengujian -Apa dan Bagaimana Mengujinya.
Apa
Sifat Fisik-Perpanjangan, Kekuatan Tarik dan Modulus
Adhesi pada substrat yang sesuai
Umur Simpan-baik dipercepat dan pada suhu ruangan
Tingkat Penyembuhan-Kulit seiring waktu, Waktu bebas lengket, Waktu goresan dan Penyembuhan menyeluruh, Warna Stabilitas Suhu atau stabilitas dalam berbagai cairan seperti minyak
Selain itu, sifat-sifat utama lainnya diperiksa atau diamati: konsistensi, rendah bau, korosifitas dan penampilan umum.
Bagaimana
Selembar sealant ditarik keluar dan dibiarkan mengering selama seminggu. Sebuah dumbel khusus kemudian dipotong dan dimasukkan ke dalam Tensile Tester untuk mengukur sifat fisik seperti elongasi, modulus, dan kekuatan tarik. Alat ini juga digunakan untuk mengukur gaya adhesi/kohesi pada sampel yang telah disiapkan secara khusus. Uji adhesi sederhana (ya-tidak) dilakukan dengan menarik butiran material yang telah diawetkan ke substrat yang dimaksud.
Shore-A meter mengukur kekerasan karet. Alat ini tampak seperti pemberat dan pengukur dengan ujung yang ditekan ke dalam sampel yang telah diawetkan. Semakin dalam ujung tersebut menembus karet, semakin lunak karet tersebut dan semakin rendah nilainya. Nilai sealant konstruksi pada umumnya berkisar antara 15-35.
Waktu pelepasan kulit, waktu bebas perekat, dan pengukuran kulit khusus lainnya dilakukan dengan jari atau dengan lembaran plastik berbeban. Waktu sebelum plastik dapat ditarik dengan bersih diukur.
Untuk masa simpan, tabung sealant dimatangkan pada suhu ruangan (yang biasanya membutuhkan waktu 1 tahun untuk membuktikan masa simpan 1 tahun) atau pada suhu tinggi, biasanya 50℃ selama 1, 3, 5, 7 minggu, dst. Setelah proses penuaan (tabung didinginkan lebih cepat), material diekstrusi dari tabung dan dibentuk menjadi lembaran untuk proses pengerasan. Sifat fisik karet yang terbentuk dalam lembaran ini diuji seperti sebelumnya. Sifat-sifat ini kemudian dibandingkan dengan bahan yang baru dikompos untuk menentukan masa simpan yang tepat.
Penjelasan rinci spesifik mengenai sebagian besar pengujian yang diperlukan dapat ditemukan dalam buku pegangan ASTM.
Beberapa Tips Terakhir
Silikon satu bagian adalah sealant berkualitas tertinggi yang tersedia. Silikon satu bagian memiliki keterbatasan, dan jika diperlukan persyaratan khusus, silikon tersebut dapat dikembangkan secara khusus.
Kuncinya adalah memastikan semua bahan mentah sekering mungkin, formulasinya stabil, dan udara dihilangkan dalam proses produksi.
Pengembangan dan pengujian pada dasarnya adalah proses yang sama untuk setiap bagian sealant apa pun jenisnya - pastikan saja Anda telah memeriksa setiap kemungkinan properti sebelum Anda mulai melakukan produksi dalam jumlah besar dan Anda memiliki pemahaman yang jelas tentang kebutuhan aplikasi.
Tergantung pada kebutuhan aplikasi, kimia pengawetan yang tepat dapat dipilih. Misalnya, jika silikon dipilih dan bau, korosi, dan daya rekat tidak dianggap penting tetapi membutuhkan biaya rendah, maka asetoksi adalah pilihan yang tepat. Namun, jika terdapat bagian logam yang mungkin terkorosi atau memerlukan daya rekat khusus pada plastik dengan warna mengkilap yang unik, maka Anda memerlukan oksim.
[1] Dale Flackett. Senyawa Silikon: Silan dan Silikon [M]. Gelest Inc: 433-439
* Foto dari OLIVIA Silicone Sealant
Waktu posting: 31-Mar-2024
