شعار الصفحة

أخبار

آلية التصلب، ومزايا وعيوب مواد منع التسرب المرنة التفاعلية أحادية المكون الشائعة

تتوفر حاليًا في السوق أنواع عديدة من مواد منع التسرب المرنة أحادية المكون، وأهمها منتجات السيليكون والبولي يوريثان. وتختلف هذه المواد في مجموعاتها الوظيفية النشطة وبنيتها الأساسية بعد التصلب، مما يفرض قيودًا متفاوتة على استخداماتها في مختلف الأجزاء والمجالات. في هذا المقال، نستعرض آليات التصلب لعدد من مواد منع التسرب المرنة أحادية المكون الشائعة، ونقارن بين مزايا وعيوب كل نوع منها، بهدف تعميق فهمنا لها ومساعدتنا على اختيار الأنسب منها في التطبيقات العملية.

1. آلية معالجة مانع التسرب المرن التفاعلي أحادي المكون الشائعة

 تشمل المواد المانعة للتسرب المرنة التفاعلية الشائعة المكونة من عنصر واحد بشكل رئيسي: السيليكون (SR)، والبولي يوريثان (PU)، والبولي يوريثان المعدل المنتهي بالسيليل (SPU)، والبولي إيثر المنتهي بالسيليل (MS). يحتوي البوليمر الأولي على مجموعات وظيفية نشطة مختلفة وآليات تفاعل معالجة مختلفة.

1.1آلية معالجة مادة السيليكون المطاطية المانعة للتسرب

 

 

الشكل 1. آلية معالجة مادة السيليكون المانعة للتسرب

عند استخدام مواد مانعة للتسرب من السيليكون، يتفاعل البوليمر الأولي مع كميات ضئيلة من الرطوبة في الهواء، ثم يتصلب أو يُفلكن بفعل عامل مساعد. وتكون النواتج الثانوية عبارة عن جزيئات صغيرة. يوضح الشكل 1 آلية التفاعل. وبناءً على اختلاف الجزيئات الصغيرة المنبعثة أثناء التصلب، يمكن تصنيف مواد مانعة التسرب من السيليكون إلى ثلاثة أنواع: نوع إزالة الحموضة، ونوع إزالة الكيتوكسيم، ونوع إزالة الكحول. ويلخص الجدول 1 مزايا وعيوب هذه الأنواع من غراء السيليكون.

الجدول 1. مقارنة بين مزايا وعيوب أنواع مختلفة من المواد اللاصقة السيليكونية

مزايا وعيوب غراء السيليكون

1.2 آلية معالجة مادة البولي يوريثان المرنة المانعة للتسرب

 

مادة البولي يوريثان المانعة للتسرب أحادية المكون (PU) هي نوع من البوليمرات يحتوي على وحدات يوريثان متكررة (-NHCOO-) في السلسلة الرئيسية للجزيء. وتتمثل آلية التصلب في تفاعل الإيزوسيانات مع الماء لتكوين كربامات وسيط غير مستقر، والذي يتحلل بدوره بسرعة لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والأمين، ثم يتفاعل الأمين مع فائض الإيزوسيانات في النظام، ليشكل في النهاية مادة مطاطية ذات بنية شبكية. صيغة تفاعل التصلب هي كما يلي:

الشكل 1. آلية تفاعل التصلب لمادة مانعة للتسرب من البولي يوريثان

 

1.3 آلية معالجة مانع التسرب المصنوع من البولي يوريثان المعدل بالسيليان

 

الشكل 3. آلية تفاعل التصلب لمادة مانعة للتسرب من البولي يوريثان المعدلة بالسيليان

 

نظراً لبعض أوجه القصور في مواد منع التسرب المصنوعة من البولي يوريثان، تم مؤخراً تعديل البولي يوريثان باستخدام السيلان لتحضير مواد لاصقة، مما أدى إلى تكوين نوع جديد من مواد منع التسرب اللاصقة ذات سلسلة رئيسية من بنية البولي يوريثان ومجموعة طرفية من ألكوكسي سيلان، ويُطلق عليها اسم مادة منع التسرب المصنوعة من البولي يوريثان المعدلة بالسيلان (SPU). يتشابه تفاعل التصلب لهذا النوع من مواد منع التسرب مع تفاعل السيليكون، حيث تتفاعل مجموعات الألكوكسي مع الرطوبة لتخضع لعملية التحلل المائي والتكثيف المتعدد لتكوين بنية شبكية ثلاثية الأبعاد مستقرة من نوع Si-O-Si (الشكل 3). وتتكون نقاط التشابك الشبكية وما بينها من هياكل مقطعية مرنة من البولي يوريثان.

1.4 آلية معالجة مواد منع التسرب المصنوعة من البولي إيثر المنتهي بمجموعة السيليل

مادة مانعة للتسرب من البولي إيثر المُعدَّل بالسيليل (MS) هي مادة لاصقة مرنة أحادية المكون تعتمد على تعديل السيليل. تجمع هذه المادة بين مزايا كل من البولي يوريثان والسيليكون، وهي جيل جديد من منتجات المواد اللاصقة المانعة للتسرب، خالية من البولي فينيل كلوريد (PVC) وزيت السيليكون والإيزوسيانات والمذيبات. تتفاعل مادة MS اللاصقة مع رطوبة الهواء في درجة حرارة الغرفة، مما يؤدي إلى تحلل البوليمر المُسيلَن ذي البنية -Si(OR) OR -SIR (OR)- عند نهاية السلسلة، وتكوين روابط متقاطعة لتكوين مادة مطاطية ذات بنية شبكية Si-O-Si، لتحقيق تأثير منع التسرب والربط. وتكون عملية تفاعل التصلب كما يلي:

آلية معالجة مادة مانعة للتسرب من البولي إيثر ذات النهايات السيليلية

الشكل 4. آلية معالجة مادة مانعة للتسرب من البولي إيثر ذات النهايات السيليلية

 

2. مقارنة بين مزايا وعيوب مواد منع التسرب المرنة التفاعلية أحادية المكون الشائعة

2.1 مزايا وعيوب مواد منع التسرب المصنوعة من السيليكون

 

⑴ مزايا مادة السيليكون المانعة للتسرب:

 

① مقاومة ممتازة للظروف الجوية، ومقاومة للأكسجين، ومقاومة للأوزون، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية؛ ② مرونة جيدة في درجات الحرارة المنخفضة.

 

⑵ عيوب مادة السيليكون المانعة للتسرب:

 

① إعادة تزيين سيئة ولا يمكن طلاؤها؛ ② قوة تمزق منخفضة؛ ③ مقاومة غير كافية للزيت؛ ④ غير مقاومة للثقب؛ ⑤ الطبقة اللاصقة تنتج بسهولة عصارة زيتية تلوث الخرسانة والحجر والركائز الأخرى غير المتماسكة.

 

2.2 مزايا وعيوب مواد منع التسرب المصنوعة من البولي يوريثان

 

⑴ مزايا مادة البولي يوريثان المانعة للتسرب:

 

① التصاق جيد بمجموعة متنوعة من المواد؛ ② مرونة ممتازة في درجات الحرارة المنخفضة؛ ③ مرونة جيدة وخصائص استعادة ممتازة، مناسبة للوصلات الديناميكية؛ ④ قوة ميكانيكية عالية، مقاومة ممتازة للتآكل، ومقاومة للزيوت، ومقاومة للشيخوخة البيولوجية؛ ⑤ معظم مواد منع التسرب البولي يوريثان أحادية المكون والمعالجة بالرطوبة خالية من المذيبات ولا تسبب تلوثًا للمادة الأساسية أو البيئة؛ ⑥ يمكن طلاء سطح مادة منع التسرب وهي سهلة الاستخدام.

 

⑵ عيوب مادة البولي يوريثان المانعة للتسرب:

 

① عند المعالجة في بيئة ذات درجة حرارة ورطوبة عاليتين وبسرعة نسبية، تتشكل الفقاعات بسهولة، مما يؤثر على أداء المادة المانعة للتسرب؛ ② عند لصق وختم مكونات الركائز غير المسامية (مثل الزجاج والمعادن وما إلى ذلك)، يلزم استخدام طبقة أساسية بشكل عام؛ ③ تركيبة اللون السطحية عرضة للتقادم بسبب الأشعة فوق البنفسجية، وتتأثر ثباتية تخزين المادة اللاصقة بشكل كبير بالتعبئة والتغليف والظروف الخارجية؛ ④ مقاومة الحرارة والتقادم غير كافية إلى حد ما.

 

2.3 مزايا وعيوب مواد منع التسرب المصنوعة من البولي يوريثان المعدلة بالسيليان

 

⑴ مزايا مادة البولي يوريثان المعدلة بالسيليان:

 

① لا ينتج عن المعالجة فقاعات؛ ② يتميز بمرونة جيدة، ومقاومة للتحلل المائي، وثبات في المقاومة الكيميائية؛ ③ مقاومة ممتازة للعوامل الجوية، ومقاومة للحرارة، ومقاومة للتقادم، وثبات المنتج أثناء التخزين؛ ④ قابلية تكيف واسعة مع الركائز، وعادةً لا يتطلب اللصق طبقة أساس؛ ⑤ يمكن طلاء السطح.

 

⑵ عيوب مادة البولي يوريثان المانعة للتسرب المعدلة بالسيليان:

 

① مقاومة الأشعة فوق البنفسجية ليست جيدة مثل مقاومة مادة السيليكون المانعة للتسرب؛ ② مقاومة التمزق أسوأ قليلاً من مقاومة مادة البولي يوريثان المانعة للتسرب.

 

2.4 مزايا وعيوب مواد منع التسرب المصنوعة من البولي إيثر المنتهي بمجموعة السيليل

 

⑴ مزايا مادة مانعة للتسرب من البولي إيثر ذات النهايات السيليلية:

 

① يتميز بخصائص ربط ممتازة لمعظم المواد ويمكنه تحقيق ربط تنشيطي بدون استخدام طبقة أساسية؛ ② يتميز بمقاومة أفضل للحرارة ومقاومة أفضل للتقادم الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية مقارنة بالبولي يوريثان العادي؛ ③ يمكن طلاء سطحه.

 

⑵ عيوب مادة مانعة للتسرب من البولي إيثر ذات النهايات السيليلية:

 

① مقاومة العوامل الجوية ليست جيدة مثل مقاومة السيليكون السيليكوني، وتظهر تشققات على السطح بعد التقادم؛ ② الالتصاق بالزجاج ضعيف.

 

من خلال المقدمة السابقة، اكتسبنا فهمًا أوليًا لآليات معالجة أنواع عديدة من مواد منع التسرب المرنة أحادية المكون شائعة الاستخدام، وبمقارنة مزاياها وعيوبها، يمكننا الوصول إلى فهم شامل لكل منتج. في التطبيقات العملية، يمكن اختيار مادة منع التسرب وفقًا لظروف التطبيق الفعلية للجزء المراد ربطه لتحقيق إحكام أو ربط جيد.

https://www.siwaysealants.com/products/

تاريخ النشر: 15 نوفمبر 2023