Saat ini, terdapat banyak jenis perekat elastis reaktif satu komponen yang umum di pasaran, terutama produk perekat silikon dan poliuretan. Berbagai jenis perekat elastis memiliki perbedaan dalam gugus fungsi aktif dan struktur rantai utama yang telah mengeras. Akibatnya, terdapat keterbatasan dalam bagian dan bidang aplikasinya. Di sini, kami memperkenalkan mekanisme pengerasan beberapa perekat elastis reaktif satu komponen yang umum dan membandingkan kelebihan dan kekurangan berbagai jenis perekat elastis, sehingga dapat memperdalam pemahaman kita dan membuat pilihan yang tepat dalam aplikasi praktis.
1. Mekanisme pengerasan perekat elastis reaktif satu komponen yang umum
Bahan perekat elastis reaktif satu komponen yang umum digunakan terutama meliputi: silikon (SR), poliuretan (PU), poliuretan termodifikasi berujung silyl (SPU), polieter berujung silyl (MS). Prepolimer tersebut memiliki gugus fungsional aktif yang berbeda dan mekanisme reaksi pengerasan yang berbeda.
1.1Mekanisme pengerasan perekat elastomer silikon
Gambar 1. Mekanisme pengerasan perekat silikon
Ketika perekat silikon digunakan, prepolimer bereaksi dengan sejumlah kecil uap air di udara dan kemudian mengeras atau mengalami vulkanisasi di bawah pengaruh katalis. Produk sampingannya adalah zat-zat molekul kecil. Mekanismenya ditunjukkan pada Gambar 1. Berdasarkan zat-zat molekul kecil yang dilepaskan selama pengerasan, perekat silikon juga dapat dibagi menjadi tipe deasidifikasi, tipe deketoksim, dan tipe dealkoholisasi. Kelebihan dan kekurangan dari jenis-jenis perekat silikon ini dirangkum dalam Tabel 1.
Tabel 1. Perbandingan kelebihan dan kekurangan beberapa jenis perekat silikon
1.2 Mekanisme pengerasan perekat elastis poliuretan
Perekat poliuretan (PU) satu komponen adalah jenis polimer yang mengandung segmen uretan berulang (-NHCOO-) dalam rantai utama molekulnya. Mekanisme pengerasannya adalah isosianat bereaksi dengan air membentuk zat antara karbamat yang tidak stabil, yang kemudian dengan cepat terurai menghasilkan CO2 dan amina, lalu amina bereaksi dengan kelebihan isosianat dalam sistem, dan akhirnya membentuk elastomer dengan struktur jaringan. Rumus reaksi pengerasannya adalah sebagai berikut:
Gambar 1. Mekanisme reaksi pengerasan perekat poliuretan
1.3 Mekanisme pengerasan sealant poliuretan yang dimodifikasi silan
Gambar 3. Mekanisme reaksi pengerasan perekat poliuretan yang dimodifikasi silan
Mengingat beberapa kekurangan perekat poliuretan, poliuretan baru-baru ini dimodifikasi dengan silan untuk membuat perekat, membentuk jenis perekat penyegel baru dengan rantai utama struktur poliuretan dan gugus ujung alkoksisilan, yang disebut perekat poliuretan yang dimodifikasi silan (SPU). Reaksi pengerasan perekat jenis ini mirip dengan silikon, yaitu, gugus alkoksi bereaksi dengan kelembapan untuk mengalami hidrolisis dan polikondensasi untuk membentuk struktur jaringan tiga dimensi Si-O-Si yang stabil (Gambar 3). Titik-titik penghubung silang jaringan dan di antara titik-titik penghubung silang tersebut adalah struktur segmen fleksibel poliuretan.
1.4 Mekanisme pengerasan bahan perekat polieter berujung silyl
Perekat polieter berujung silyl (MS) adalah perekat elastis komponen tunggal berbasis modifikasi silan. Perekat ini menggabungkan keunggulan poliuretan dan silikon, merupakan produk perekat generasi baru, bebas PVC, minyak silikon, isosianat, dan pelarut. Perekat MS bereaksi dengan kelembapan di udara pada suhu ruang, sehingga polimer tersilanisasi dengan struktur -Si(OR) OR -SIR (OR)- terhidrolisis di ujung rantai dan terikat silang menjadi elastomer dengan struktur jaringan Si-O-Si untuk mencapai efek penyegelan dan pengikatan. Proses reaksi pengerasan adalah sebagai berikut:
Gambar 4. Mekanisme pengerasan perekat polieter berujung silyl
2. Perbandingan kelebihan dan kekurangan bahan perekat elastis reaktif komponen tunggal yang umum digunakan.
2.1 Kelebihan dan kekurangan perekat silikon
⑴Keunggulan perekat silikon:
① Ketahanan cuaca, ketahanan oksigen, ketahanan ozon, dan ketahanan ultraviolet yang sangat baik; ② Fleksibilitas suhu rendah yang baik.
⑵Kekurangan perekat silikon:
①Kurang baik untuk dekorasi ulang dan tidak dapat dicat; ②Kekuatan sobek rendah; ③Ketahanan terhadap minyak tidak memadai; ④Tidak tahan tusukan; ⑤Lapisan perekat mudah menghasilkan cairan berminyak yang mencemari beton, batu, dan substrat lepas lainnya.
2.2 Kelebihan dan Kekurangan Perekat Poliuretan
⑴Keunggulan perekat poliuretan:
① Daya rekat yang baik pada berbagai substrat; ② Fleksibilitas suhu rendah yang sangat baik; ③ Elastisitas yang baik dan sifat pemulihan yang sangat baik, cocok untuk sambungan dinamis; ④ Kekuatan mekanik tinggi, ketahanan aus yang sangat baik, ketahanan terhadap minyak dan ketahanan terhadap penuaan biologis; ⑤ Sebagian besar sealant poliuretan pengeringan kelembaban satu komponen bebas pelarut dan tidak mencemari substrat dan lingkungan; ⑥ Permukaan sealant dapat dicat dan mudah digunakan.
⑵Kekurangan dari perekat poliuretan:
① Saat pengeringan dalam lingkungan suhu dan kelembapan tinggi dengan kecepatan yang relatif cepat, gelembung mudah terbentuk, yang memengaruhi kinerja perekat; ② Saat merekatkan dan menyegel komponen substrat non-porous (seperti kaca, logam, dll.), umumnya diperlukan primer; ③ Formula warna yang dangkal rentan terhadap penuaan UV, dan stabilitas penyimpanan lem sangat dipengaruhi oleh kemasan dan kondisi eksternal; ④ Ketahanan terhadap panas dan penuaan agak kurang memadai.
2.3 Kelebihan dan kekurangan bahan perekat poliuretan yang dimodifikasi silan
⑴Keunggulan perekat poliuretan yang dimodifikasi silan:
① Pengeringan tidak menghasilkan gelembung; ② Memiliki fleksibilitas yang baik, ketahanan terhadap hidrolisis, dan stabilitas ketahanan kimia; ③ Ketahanan cuaca, ketahanan panas, ketahanan penuaan, dan stabilitas penyimpanan produk yang sangat baik; ④ Adaptabilitas yang luas terhadap substrat, umumnya tidak memerlukan primer saat merekatkan; ⑤ Permukaan dapat dicat.
⑵Kekurangan dari sealant poliuretan yang dimodifikasi silan:
① Ketahanan terhadap sinar UV tidak sebaik perekat silikon; ② Ketahanan terhadap sobekan sedikit lebih buruk daripada perekat poliuretan.
2.4 Kelebihan dan kekurangan perekat polieter berujung silyl
⑴Keunggulan perekat polieter berujung silyl:
① Memiliki sifat perekat yang sangat baik pada sebagian besar substrat dan dapat mencapai pengikatan aktivasi tanpa primer; ② Memiliki ketahanan panas dan ketahanan penuaan UV yang lebih baik daripada poliuretan biasa; ③ Permukaannya dapat dicat.
⑵Kekurangan dari perekat polieter berujung silyl:
① Ketahanan terhadap cuaca tidak sebaik silikon, dan retakan muncul di permukaan setelah penuaan; ② Daya rekat pada kaca buruk.
Melalui pengantar di atas, kita telah memperoleh pemahaman awal tentang mekanisme pengerasan beberapa jenis perekat elastis reaktif komponen tunggal yang umum digunakan, dan dengan membandingkan kelebihan dan kekurangannya, kita dapat memperoleh pemahaman menyeluruh tentang setiap produk. Dalam aplikasi praktis, perekat dapat dipilih sesuai dengan kondisi aplikasi aktual dari bagian yang direkatkan untuk mencapai penyegelan atau perekatan yang baik pada bagian yang diaplikasikan.
Waktu posting: 15 November 2023