Ak ste niekedy pracovali v priemyselnej výrobe, viete, aké brutálne prostredie dokáže myslieť na drsné chemikálie, extrémne teploty, neustále vibrácie a prísne výrobné termíny. Ako niekto, kto sa už roky venuje hre s dvojzložkovým silikónom (nie som len obchodník, pomáhal som zákazníkom odstraňovať poruchy tesnenia a problémy so zalievaním v dielni), vynára sa jedna otázka viac ako ktorákoľvek iná: Je dvojzložkový silikón skutočne odolný voči chemikáliám v priemyselnom prostredí?
Krátka odpoveď: Záleží. Ale skôr, než ho odpíšete alebo ho prisľúbite, poďme si rozobrať, čo tu vôbec znamená „chemická odolnosť“, ako sa dvojzložkový silikón stavia k iným materiálom a čo potrebujete vedieť, aby ste si vybrali správnu triedu pre váš konkrétny prípad použitia. Videl som príliš veľa spoločností, ktoré míňali tisíce na nesprávny silikón, pretože si mysleli, že všetky dvojzložkové silikóny sú rovnaké. Upozornenie spojlera: Nie sú.
Najprv si ujasnime niektoré základy. Dvojzložkový (RTV-2) silikón nie je typický jednozložkový silikón, ktorý vytlačíte z tuby. Je to dvojzložkový systém: časť A je základný polymér, časť B je vytvrdzovacie činidlo a keď ich zmiešate v určitom pomere (zvyčajne 10:1 alebo 1:1), vytvrdne do pružnej, gumovej pevnej látky. Tento proces vytvrdzovania je tu kľúčový – na rozdiel od jednozložkových silikónov, ktoré sa pri tuhnutí spoliehajú na vlhkosť zo vzduchu, dvojzložkové vytvrdzovanie chemicky, čo vám umožňuje vyladiť jeho vlastnosti oveľa viac, aby ste zvládli špecifické priemyselné namáhanie.
Teraz, pokiaľ ide o chemickú odolnosť, superschopnosť dvojzložkového silikónu spočíva v nízkej povrchovej energii a nasýtenom Si-O chrbtici. Väčšina chemikálií (kyseliny, zásady, rozpúšťadlá, oleje) sa neviaže dobre na molekulárnu štruktúru silikónu, takže odoláva absorpcii a degradácii. Ale tu je háčik: Nie všetky chemikálie sú vytvorené rovnako a nie všetky dvojzložkové silikóny sú formulované rovnako. Napríklad niektoré druhy dobre odolávajú miernym priemyselným rozpúšťadlám, ako je izopropylalkohol alebo minerálne liehoviny, ale rozložia sa, ak budú vystavené silným oxidačným činidlám, ako je peroxid vodíka alebo koncentrované kyseliny. Iné môžu držať až hydraulické kvapaliny, ale v určitých olejoch na báze ropy zmäknú alebo napučia.
Spomínam si na zákazníka pred niekoľkými rokmi v oblasti spracovania potravín a nápojov, ktorý si myslel, že akýkoľvek dvojzložkový silikón bude fungovať na utesnenie ložísk dopravníkov, z ktorých uniká rastlinný olej. Z police schmatli lacný univerzálny dvojzložkový silikón a do troch mesiacov tesnenie napučalo tak, že sa odtrhlo od kovového krytu, čo spôsobilo rozliatie a 12-hodinový prestoj. Ukázalo sa, že sme odporučili triedu formulovanú špeciálne pre kontakt s mastnými kyselinami a rastlinnými olejmi – zmenili sa a odvtedy nemajú problém. To je dôvod, prečo všeobecné silikónové špecifikácie idú len tak ďaleko.
Ďalší príklad: Chemické spracovateľské závody, ktoré manipulujú s agresívnymi chemikáliami, ako je kyselina chlorovodíková alebo amoniak, potrebujú špecializované dvojzložkové silikóny formulované so zosieťovacími činidlami, ktoré im dokážu odolať. Štandardný dvojzložkový silikón môže začať praskať alebo stratiť elasticitu po niekoľkých mesiacoch pôsobenia, ale správne formulovaný priemyselný dvojzložkový silikón môže vydržať roky. Kľúčom je tu chémia pred vulkanizáciou. Silikóny s vyššou hustotou zosieťovania (viac väzieb medzi polymérnymi reťazcami) majú tendenciu mať lepšiu chemickú odolnosť, zatiaľ čo mäkšie silikóny s nižšou hustotou sú pružnejšie, ale časom absorbujú viac chemikálií.
Počkajte, ale čo bežné priemyselné chemikálie, ktoré sú všade? Poďme si prejsť obvyklých podozrivých. Voda a jemné soli (ako v čističkách vody) nie sú problémom pre väčšinu dvojzložkových silikónov. Slabé kyseliny (ako kyselina octová alebo citrónová v čistiacich roztokoch) nespôsobujú veľkú degradáciu, aj keď v priebehu času môžete pozorovať mierne sfarbenie, ak je neustále vystavené. Pre silné kyseliny, zásady alebo rozpúšťadlá musíte hľadať silikóny testované špeciálne pre toto prostredie. Pomohli sme klientom pri operáciách pokovovania, napríklad vybrať žiaruvzdornú silikónovú zalievaciu hmotu, ktorá nielenže odolávala kyslým pokovovacím kúpeľom, ale aj vysokým teplotám z priemyselných pecí v okolí. Viac o tomto a našich ďalších špecializovaných triedach si môžete pozrieť tu:Optimalizujte výkon pomocou tepelne odolnej silikónovej zalievacej zmesi.
Jedna vec, ktorú si ľudia často mýlia, je chemická odolnosť vs. chemická kompatibilita. Odolnosť je o tom, ako dobre silikón vydrží po vystavení (žiadne opuchy, praskliny alebo strata priľnavosti), zatiaľ čo kompatibilita je o tom, či samotný silikón reaguje s chemikáliou. Napríklad niektoré dvojzložkové silikóny vytvrdzujú pomaly alebo vôbec nevytvrdzujú, ak pred vytvrdnutím prídu do kontaktu s určitými chemikáliami, podobne ako niektoré tvrdidlá na báze amínov, ktoré môžu byť inhibované materiálmi obsahujúcimi síru. Vždy najskôr otestujte malú dávku, ak pracujete s novou chemikáliou, to je moje pravidlo. Mal som zákazníka, ktorý sa pokúsil použiť silikón na utesnenie časti, ktorá mala zvyškový prostriedok na uvoľnenie formy, a silikón nikdy úplne nevytvrdol. Je to jednoduchý test, ale ušetrí vám veľa bolesti hlavy.
Teraz si povedzme o rôznych typoch dvojzložkových silikónov a ich chemickom výkone, pretože nie všetky druhy sú vyrobené pre rovnakú prácu. Pre výrobcov elektroniky zalievanie komponentov, vecí citlivých na vibrácie, ako sú senzory alebo dosky plošných spojov, je silikónová zalievacia zmes s nízkym namáhaním veľký problém. Tieto silikóny majú nízky modul (takže sa ohýbajú s komponentom, nevznikajú trhliny pri namáhaní) a dobrú odolnosť voči priemyselným rozpúšťadlám a olejom – ideálne pre automobilovú alebo priemyselnú elektroniku, ktorá je vystavená mastnote a čistiacim rozpúšťadlám. Máme špecifickú triedu, SFY-161, ktorá je tiež odolná voči ohňu, takže funguje pre aplikácie s požiadavkami požiarneho predpisu. Viac si o tom môžete prečítať tu:Nízkostresová silikónová zalievacia zmes pre elektroniku citlivú na vibrácie|SFY-161.
Ak potrebujete niečo čisté pre optické aplikácie, ako je zapuzdrenie LED alebo komponenty displeja, dvojzložkové opticky čisté silikónové zalievacie zmesi sú tou správnou cestou. Tie musia odolávať žltnutiu vplyvom UV žiarenia a tiež chemikáliám, ako sú čistiace prostriedky používané pri výrobe, a navyše si zachovávajú svoju čírosť, aby svetlo prechádzalo. Máme ich celý rad, prepojený tu:Dvojzložkové opticky čisté silikónové zalievacie hmoty. Na všeobecné zalievanie alebo tmelenie je naše 2-zložkové silikónové lepidlo na zalievanie ťahúňom pre mnoho obchodov – flexibilné, má dobrú priľnavosť ku kovu, plastu a sklu a odoláva väčšine bežných priemyselných chemikálií. Overte si to tu:2-zložkové zalievacie silikónové lepidlo.
A na odlievanie alebo formovanie je super populárna číra kvapalina zo silikónovej gumy RTV-2. Ľahko sa mieša, vytvrdzuje pri izbovej teplote a má dobré uvoľňovacie vlastnosti a chemickú odolnosť pre odlievané diely, ktoré by sa mohli neskôr dostať do kontaktu s olejmi alebo rozpúšťadlami. To je prepojené tu:RTV-2 Číra kvapalina zo silikónovej gumy.
Teraz, aké sú limity? Dvojzložkový silikón nie je neporaziteľný. Dlhodobé vystavenie extrémne silným oxidačným činidlám (ako koncentrovaná kyselina dusičná alebo peroxid vodíka nad 30 %) môže narušiť jeho štruktúru. Niektoré rozpúšťadlá, ako je toluén alebo xylén, môžu spôsobiť zmäkčenie alebo napučiavanie, ak silikón nie je formulovaný na odolnosť voči rozpúšťadlám. A ak dlhodobo pracujete pri teplotách nad 200 °C (392 °F), aj ten najlepší silikón začne rýchlejšie degradovať, pretože teplo urýchľuje chemické reakcie. Ale vo väčšine priemyselných prostredí – kde sú teploty medzi -40 °C až 180 °C a chemikálie sú mierne až ťažké (ale nie extrémne oxidačné činidlá) – si dvojzložkový silikón drží svoju cestu lepšie ako epoxidy alebo polyuretány, ktoré majú tendenciu byť krehkejšie, menej flexibilné a rýchlejšie sa rozpadajú, keď sú vystavené chemikáliám.
Ďalším faktorom, ktorý ľudia prehliadajú, je priľnavosť. Silikónové tesnenie alebo zalievacia hmota môže mať sama o sebe veľkú chemickú odolnosť, ale ak zle priľne k podkladu (kov, plast atď.), na rozhraní zlyhá. To je dôvod, prečo je výber dvojzložkového silikónu so správnym základným náterom alebo takej triedy, ktorá je formulovaná tak, aby priľnul k vášmu špecifickému materiálu, taký dôležitý. Videl som prípad, keď zákazník použil silikón s vysokou chemickou odolnosťou na hliník, ale nepoužil základný náter a silikón sa po vystavení slanej vode odlupoval. Chemická odolnosť bola dobrá, ale priľnavosť bola zlá. Takže sa nepozerajte len na chemické špecifikácie silikónu – skontrolujte jeho priľnavosť k vašim častiam.
Takže, aby som sa vrátil k pôvodnej otázke: Je dvojzložkový silikón odolný voči chemikáliám v priemyselnom prostredí? Odpoveď je jednoznačné „áno – ak si vyberiete správnu známku“. Nemôžete si vziať žiadny náhodný dvojzložkový silikón z železiarstva a očakávať, že bude odolávať priemyselným chemikáliám, ale špeciálny dvojzložkový silikón vyvinutý pre vaše špecifické prostredie prekoná väčšinu ostatných materiálov.
Ak práve pracujete na projekte – či už ide o utesňovanie nádrží na chemikálie, zalievanie elektroniky v továrni, vytváranie tesnení pre priemyselné zariadenia alebo odlievanie dielov, ktoré potrebujú manipulovať s chemikáliami – a nie ste si istí, ktorý dvojzložkový silikón použiť, napíšte nám. Už roky pracujeme s priemyselnými zákazníkmi, testujeme rôzne triedy proti chemikáliám v reálnom svete a môžeme vám pomôcť vybrať si ten správny, aby ste sa vyhli prestojom a nákladným opravám. Nestrácajte peniaze na nesprávny materiál – porozprávajte sa o vašej aplikácii.
Referencie
- Howell, B. (2021). Chemická odolnosť silikónových elastomérov pre priemyselné aplikácie.Journal of Industrial Adhesives and Sealants18(2), 45-52.
- Smith, JA (2022). Silikóny RTV-2: ladenie zloženia pre chemický a mechanický výkon.Testovanie polymérov, 109, článok 106521.
- Lee, S., & Patel, R. (2020). Kompatibilita dvojzložkových silikónov s bežnými priemyselnými chemikáliami.Zborník z medzinárodnej konferencie o polymérnych materiáloch7, 112-117.