Tidak, ini tidak akan membosankan, sungguh—terutama jika Anda menyukai benda-benda karet yang elastis. Jika Anda terus membaca, Anda akan menemukan hampir semua yang ingin Anda ketahui tentang Perekat Silikon Satu Komponen.
1) Apa itu
2) Cara membuatnya
3) Di mana menggunakannya
Perkenalan
Apa itu perekat silikon satu komponen?
Terdapat banyak jenis bahan perekat yang mengeras secara kimiawi—Silikon, Poliuretan, dan Polisulfida adalah yang paling terkenal. Nama tersebut berasal dari struktur molekul yang terlibat.
Kerangka dasar silikonnya adalah:
Si – O – Si - O – Si – O – Si
Silikon termodifikasi 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 bahan kimia ini dapat berupa satu bagian atau dua bagian, yang jelas berkaitan dengan jumlah bagian yang Anda butuhkan agar bahan tersebut mengeras. Oleh karena itu, satu bagian berarti cukup buka tabung, kartrid, atau ember dan bahan Anda akan mengeras. Biasanya, sistem satu bagian ini bereaksi dengan uap air di udara untuk menjadi karet.
Jadi, silikon satu komponen adalah sistem yang stabil di dalam tabung hingga, saat terpapar udara, mengeras dan menghasilkan karet silikon.
Keuntungan
Silikon satu komponen memiliki banyak keunggulan unik.
-Jika dicampur dengan benar, silikon sangat stabil dan andal dengan daya rekat dan sifat fisik yang sangat baik. Masa simpan (waktu Anda dapat menyimpannya di dalam tabung sebelum digunakan) minimal satu tahun adalah normal, dengan beberapa formulasi yang dapat bertahan selama bertahun-tahun. Silikon juga tidak diragukan lagi memiliki kinerja jangka panjang terbaik. Sifat fisiknya hampir tidak berubah seiring waktu tanpa pengaruh paparan UV dan, selain itu, silikon menunjukkan stabilitas suhu yang sangat baik, melebihi stabilitas bahan perekat lainnya setidaknya 50℃.
-Silikon satu komponen mengering relatif cepat, biasanya membentuk lapisan tipis dalam waktu 5 hingga 10 menit, menjadi tidak lengket dalam waktu satu jam, dan mengering menjadi karet elastis dengan kedalaman sekitar 1/10 inci dalam waktu kurang dari sehari. Permukaannya memiliki tekstur seperti karet yang nyaman.
-Karena dapat dibuat tembus cahaya, yang merupakan fitur penting tersendiri (tembus cahaya adalah warna yang paling banyak digunakan), maka relatif mudah untuk mewarnainya dengan warna apa pun.
Keterbatasan
Silikon memiliki dua keterbatasan utama.
1) Mereka tidak dapat dicat dengan cat berbahan dasar air—bahkan dengan cat berbahan dasar pelarut pun bisa jadi sulit.
2) Setelah mengering, bahan perekat dapat melepaskan sebagian plasticizer silikonnya yang, ketika digunakan pada sambungan ekspansi bangunan, dapat menciptakan noda yang tidak sedap dipandang di sepanjang tepi sambungan.
Tentu saja, karena sifatnya yang hanya terdiri dari satu bagian, mustahil untuk mendapatkan hasil pengerasan yang cepat dan menyeluruh karena sistem harus bereaksi dengan udara sehingga pengerasan terjadi dari atas ke bawah. Lebih spesifik lagi, silikon tidak dapat digunakan sebagai satu-satunya segel pada jendela kaca berinsulasi karena. Meskipun sangat baik dalam mencegah masuknya air cair dalam jumlah besar, uap air relatif mudah menembus karet silikon yang telah mengeras sehingga menyebabkan unit kaca berinsulasi berkabut.
Area dan Penggunaan Pasar
Silikon satu komponen digunakan hampir di mana saja dan di setiap tempat, termasuk, yang membuat beberapa pemilik bangunan kecewa, di tempat-tempat di mana dua keterbatasan yang disebutkan di atas menyebabkan masalah.
Pasar konstruksi dan DIY menyumbang volume terbesar, diikuti oleh otomotif, industri, elektronik, dan kedirgantaraan. Seperti semua bahan penyegel, fungsi utama silikon satu komponen adalah untuk merekatkan dan mengisi celah antara dua substrat yang serupa atau berbeda untuk mencegah air atau angin masuk. Terkadang formulasi hampir tidak diubah selain membuatnya lebih mudah mengalir sehingga kemudian menjadi lapisan. Cara terbaik untuk membedakan antara lapisan, perekat, dan bahan penyegel sangat sederhana. Bahan penyegel menyegel antara dua permukaan, sedangkan lapisan hanya menutupi dan melindungi satu permukaan, sementara perekat secara ekstensif menjaga kedua permukaan tetap menyatu. Bahan penyegel paling mirip dengan perekat ketika digunakan dalam kaca struktural atau kaca berinsulasi, namun, tetap berfungsi untuk menyegel kedua substrat selain menjaganya tetap menyatu.
Kimia Dasar
Perekat silikon dalam keadaan belum mengeras biasanya tampak seperti pasta atau krim kental. Saat terpapar udara, gugus ujung reaktif polimer silikon mengalami hidrolisis (bereaksi dengan air) dan kemudian 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 di ujung polimer silikon berasal dari bagian terpenting dari formulasi (selain polimer itu sendiri), yaitu pengikat silang (crosslinker). Pengikat silang inilah yang memberikan sifat-sifat karakteristik pada perekat, baik secara langsung seperti bau dan kecepatan pengerasan, maupun secara tidak langsung seperti warna, daya rekat, dll., karena bahan baku lain yang mungkin digunakan dengan sistem pengikat silang tertentu seperti pengisi dan peningkat daya rekat. Memilih pengikat silang yang tepat adalah kunci untuk menentukan sifat akhir perekat.
Jenis Pengeringan
Terdapat beberapa sistem pengeringan 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) adalah sistem yang disebut netral atau tidak asam. Sistem amina dan aminoksi memiliki bau amonia dan biasanya lebih banyak digunakan di bidang otomotif dan industri atau aplikasi konstruksi luar ruangan tertentu.
Bahan Baku
Formulasi terdiri dari beberapa komponen berbeda, beberapa di antaranya bersifat opsional, tergantung pada tujuan penggunaan akhir.
Satu-satunya bahan baku yang benar-benar penting adalah polimer reaktif dan pengikat silang. Namun, pengisi, peningkat daya rekat, polimer non-reaktif (pemlastis), dan katalis hampir selalu ditambahkan. Selain itu, banyak aditif lain dapat digunakan seperti pasta warna, fungisida, penghambat api, dan penstabil panas.
Rumusan Dasar
Formulasi perekat konstruksi atau perekat DIY berbahan oksim biasanya akan terlihat seperti ini:
| % | ||
| Polidimetilsiloksan, berujung OH 50.000 cps | 65,9 | Polimer |
| Polidimetilsiloksan, berujung trimetil, 1000cps | 20 | Bahan pelunak plastik |
| Metiltrioksiminosilan | 5 | Penghubung silang |
| Aminopropiltrietoksisilana | 1 | Peningkat adhesi |
| 150 m²/g luas permukaan silika berasap | 8 | Pengisi |
| Dibutiltin dilaurat | 0.1 | Katalisator |
| Total | 100 |
Sifat Fisik
Sifat fisik tipikal meliputi:
| Perpanjangan (%) | 550 |
| Kekuatan Tarik (MPa) | 1.9 |
| Modulus pada Perpanjangan 100 (MPa) | 0,4 |
| Kekerasan Shore A | 22 |
| Kondisi Kulit Seiring Waktu (menit) | 10 |
| Waktu Bebas Paku (menit) | 60 |
| Waktu Goresan (menit) | 120 |
| Penyemprotan Menyeluruh (mm dalam 24 jam) | 2 |
Formulasi yang menggunakan pengikat silang lainnya akan terlihat serupa, mungkin berbeda dalam tingkat pengikat silang, jenis peningkat adhesi, dan katalis pengerasan. Sifat fisiknya akan sedikit berbeda kecuali jika melibatkan pemanjang rantai. Beberapa sistem tidak dapat dibuat dengan mudah kecuali jika digunakan sejumlah besar pengisi kapur. Formulasi semacam ini jelas tidak dapat diproduksi dalam jenis yang bening atau tembus cahaya.
Pengembangan Bahan Perekat
Ada 3 tahapan dalam pengembangan bahan perekat baru.
1) Konsepsi, produksi, dan pengujian di laboratorium - volume sangat kecil
Di sini, ahli kimia laboratorium memiliki ide-ide baru dan biasanya memulai dengan campuran manual sekitar 100 gram bahan perekat hanya untuk melihat bagaimana proses pengeringannya dan jenis karet apa yang dihasilkan. Sekarang tersedia mesin baru "The Hauschild Speed Mix" dari FlackTek Inc. Mesin khusus ini ideal untuk mencampur campuran kecil 100 gram ini dalam hitungan detik sambil mengeluarkan udara. Ini penting karena sekarang memungkinkan pengembang untuk benar-benar menguji sifat fisik dari campuran kecil ini. Silika berasap atau pengisi lain seperti kapur endapan dapat dicampur ke dalam silikon dalam waktu sekitar 8 detik. Proses pengeluaran udara membutuhkan waktu sekitar 20-25 detik. Mesin ini bekerja melalui mekanisme sentrifugal asimetris ganda yang pada dasarnya menggunakan partikel itu sendiri sebagai lengan pencampurnya. Ukuran campuran maksimum adalah 100 gram dan beberapa jenis wadah tersedia, termasuk wadah 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, penghilangan atau pengeluaran udara sangat penting agar produk memiliki umur simpan yang panjang, karena gelembung udara mengandung uap air yang kemudian akan menyebabkan bahan perekat mengeras dari dalam.
Setelah ahli kimia mendapatkan jenis bahan perekat yang dibutuhkan untuk aplikasi khususnya, ia meningkatkan kapasitas mixer planet 1 liter yang dapat menghasilkan sekitar 3-4 tabung kecil berukuran 110 ml (3 ons). Jumlah bahan ini cukup untuk pengujian masa simpan awal dan pengujian daya rekat, serta kebutuhan khusus lainnya.
Kemudian, ia dapat menggunakan mesin berkapasitas 1 atau 2 galon untuk menghasilkan 8-12 tabung berukuran 10 ons untuk pengujian lebih mendalam dan pengambilan sampel pelanggan. Bahan perekat diekstrusi dari wadah melalui silinder logam ke dalam kartrid yang dipasang di atas silinder kemasan. Setelah pengujian ini, ia siap untuk peningkatan skala produksi.
2) Peningkatan skala dan penyempurnaan - volume menengah
Pada tahap peningkatan skala, formulasi laboratorium kini diproduksi pada mesin yang lebih besar, biasanya berkapasitas 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 disebabkan oleh laju pencampuran dan dispersi, laju reaksi, dan jumlah geser yang berbeda dalam campuran, dan
b) untuk menghasilkan cukup bahan untuk dijadikan sampel bagi calon pelanggan dan mendapatkan umpan balik langsung di lapangan.
Mesin berkapasitas 50 galon ini juga sangat berguna untuk produk industri ketika volume rendah atau warna khusus diperlukan dan hanya sekitar satu drum dari setiap jenis yang perlu diproduksi dalam satu waktu.
Terdapat beberapa jenis mesin pencampur. Dua jenis yang paling umum digunakan adalah mixer planet (seperti yang ditunjukkan di atas) dan disperser kecepatan tinggi. Mixer planet cocok untuk campuran dengan viskositas tinggi, sedangkan disperser bekerja lebih baik terutama pada sistem yang mudah mengalir dengan viskositas rendah. Pada bahan perekat konstruksi pada umumnya, kedua jenis mesin dapat digunakan asalkan memperhatikan waktu pencampuran dan potensi panas yang dihasilkan oleh disperser kecepatan tinggi.
3) Jumlah produksi skala penuh
Produksi akhir, yang dapat berupa batch atau kontinu, diharapkan hanya mereproduksi formulasi akhir dari langkah peningkatan skala. Biasanya, sejumlah kecil bahan (2 atau 3 batch atau 1-2 jam kontinu) diproduksi terlebih dahulu di peralatan produksi dan diperiksa sebelum produksi normal dimulai.
Pengujian - Apa dan Bagaimana Melakukan Pengujian.
Apa
Sifat Fisik - Perpanjangan, Kekuatan Tarik, dan Modulus
Pelekatan pada substrat yang sesuai
Masa simpan - baik dipercepat maupun pada suhu ruangan
Tingkat Pengeringan - Pengeringan lapisan kulit seiring waktu, waktu bebas lengket, waktu goresan, dan pengeringan menyeluruh, stabilitas suhu warna atau stabilitas dalam berbagai cairan seperti minyak.
Selain itu, sifat-sifat penting lainnya juga diperiksa atau diamati: konsistensi, bau yang rendah, korosivitas, dan penampilan umum.
Bagaimana
Lembaran bahan perekat ditarik dan dibiarkan mengering selama seminggu. Kemudian, sebuah potongan berbentuk dumbel khusus dipotong dan dimasukkan ke dalam Alat Uji Tarik untuk mengukur sifat fisik seperti perpanjangan, 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 gumpalan material yang telah mengering pada substrat yang dimaksud.
Alat ukur Shore-A mengukur kekerasan karet. Alat ini tampak seperti pemberat dan pengukur dengan ujung runcing yang menekan sampel karet yang telah mengeras. Semakin dalam ujung runcing menembus karet, semakin lunak karet tersebut dan semakin rendah nilainya. Perekat konstruksi pada umumnya memiliki nilai antara 15-35.
Pengukuran ketebalan kulit, waktu bebas lengket, dan pengukuran kulit khusus lainnya dilakukan dengan jari atau dengan lembaran plastik berbobot. Waktu sebelum plastik dapat ditarik dengan bersih diukur.
Untuk menentukan masa simpan, tabung perekat diendapkan baik pada suhu ruangan (yang secara alami membutuhkan waktu 1 tahun untuk membuktikan masa simpan 1 tahun) atau pada suhu tinggi, biasanya 50℃ selama 1, 3, 5, 7 minggu, dan seterusnya. Setelah proses pengendapan (tabung dibiarkan dingin dalam kasus yang dipercepat), material diekstrusi dari tabung dan ditarik menjadi lembaran di mana ia dibiarkan mengeras. Sifat fisik karet yang terbentuk dalam lembaran ini diuji seperti sebelumnya. Sifat-sifat ini kemudian dibandingkan dengan sifat-sifat material yang baru dicampur untuk menentukan masa simpan yang sesuai.
Penjelasan rinci dan spesifik mengenai sebagian besar pengujian yang diperlukan dapat ditemukan dalam buku panduan ASTM.
Beberapa Tips Terakhir
Silikon satu komponen adalah bahan perekat berkualitas tertinggi yang tersedia. Namun, bahan ini memiliki keterbatasan dan jika dibutuhkan persyaratan khusus, bahan tersebut dapat dikembangkan secara khusus.
Sangat penting untuk memastikan bahwa semua bahan baku sekering mungkin, formulasinya stabil, dan udara dihilangkan selama proses produksi.
Proses pengembangan dan pengujian pada dasarnya sama untuk semua jenis perekat satu bagian—pastikan Anda telah memeriksa setiap properti yang mungkin sebelum memulai produksi dalam jumlah besar dan Anda memiliki pemahaman yang jelas tentang kebutuhan aplikasi tersebut.
Tergantung pada persyaratan aplikasi, kimia pengerasan yang tepat dapat dipilih. Misalnya, jika silikon dipilih dan bau, korosi, dan daya rekat tidak dianggap penting tetapi biaya rendah dibutuhkan, maka asetoksi adalah pilihan yang tepat. Namun, jika melibatkan bagian logam yang mungkin mengalami korosi atau diperlukan daya rekat khusus pada plastik dengan warna mengkilap yang unik, maka Anda membutuhkan oksim.
[1] Dale Flackett. Senyawa Silikon: Silan dan Silikon [M]. Gelest Inc: 433-439
* Foto dari OLIVIA Silicone Sealant
Waktu posting: 31 Maret 2024
