Günümüzde piyasada, çoğunlukla silikon ve poliüretan esaslı olmak üzere, birçok yaygın tek bileşenli reaktif elastik dolgu macunu türü bulunmaktadır. Farklı elastik dolgu macunu türleri, aktif fonksiyonel grupları ve kürlenmiş ana zincir yapıları bakımından farklılık gösterir. Sonuç olarak, uygulanabilir kısımlar ve alanlarda az ya da çok sınırlamalar mevcuttur. Burada, birkaç yaygın tek bileşenli reaktif elastik dolgu macununun kürlenme mekanizmalarını tanıtıyoruz ve farklı elastik dolgu macunu türlerinin avantaj ve dezavantajlarını karşılaştırarak, anlayışımızı derinleştirmeyi ve pratik uygulamalarda uygun seçimler yapmayı amaçlıyoruz.
1. Yaygın tek bileşenli reaktif elastik dolgu macununun kürlenme mekanizması
Yaygın olarak kullanılan tek bileşenli reaktif elastik sızdırmazlık malzemeleri başlıca şunlardır: silikon (SR), poliüretan (PU), silil uçlu modifiye poliüretan (SPU), silil uçlu polieter (MS). Bu prepolimerler farklı aktif fonksiyonel gruplara ve farklı kürleme reaksiyon mekanizmalarına sahiptir.
1.1Silikon elastomer dolgu macununun kürlenme mekanizması
Şekil 1. Silikon macunun kürlenme mekanizması
Silikon mastikler kullanıldığında, ön polimer havadaki eser miktardaki nemle reaksiyona girer ve daha sonra bir katalizörün etkisiyle katılaşır veya vulkanize olur. Yan ürünler küçük moleküler maddelerdir. Mekanizma Şekil 1'de gösterilmiştir. Kürleme sırasında salınan farklı küçük moleküler maddelere göre silikon mastikler ayrıca asit giderme tipi, deketoksim tipi ve alkol giderme tipi olarak da sınıflandırılabilir. Bu silikon mastik tiplerinin avantaj ve dezavantajları Tablo 1'de özetlenmiştir.
Tablo 1. Çeşitli silikon yapıştırıcı türlerinin avantaj ve dezavantajlarının karşılaştırılması
1.2 Poliüretan elastik dolgu macununun kürlenme mekanizması
Tek bileşenli poliüretan sızdırmazlık macunu (PU), molekülün ana zincirinde tekrarlayan üretan segmentleri (-NHCOO-) içeren bir polimer türüdür. Kürleme mekanizması, izosiyanatın su ile reaksiyona girerek kararsız bir ara ürün olan karbamat oluşturması, bunun da hızla bozunarak CO2 ve amin üretmesi ve ardından aminin sistemdeki fazla izosiyanat ile reaksiyona girerek ağ yapılı bir elastomer oluşturmasıdır. Kürleme reaksiyon formülü aşağıdaki gibidir:
Şekil 1. Poliüretan sızdırmazlık malzemesinin kürleme reaksiyon mekanizması
1.3 Silanla modifiye edilmiş poliüretan dolgu macununun kürlenme mekanizması
Şekil 3. Silanla modifiye edilmiş poliüretan sızdırmazlık malzemesinin kürleme reaksiyon mekanizması
Poliüretan sızdırmazlık malzemelerinin bazı eksiklikleri göz önüne alındığında, son zamanlarda poliüretan, silan ile modifiye edilerek yapıştırıcılar hazırlanmış ve poliüretan ana zincir yapısına ve alkoksisilan uç grubuna sahip yeni bir sızdırmazlık yapıştırıcısı türü oluşturulmuştur; bu yapıştırıcıya silan modifiye poliüretan sızdırmazlık malzemesi (SPU) adı verilmiştir. Bu tip sızdırmazlık malzemesinin kürleme reaksiyonu silikonunkine benzerdir, yani alkoksi grupları nemle reaksiyona girerek hidroliz ve polikondenzasyona uğrar ve kararlı bir Si-O-Si üç boyutlu ağ yapısı oluşturur (Şekil 3). Ağın çapraz bağlama noktaları ve çapraz bağlama noktaları arasındaki yapılar poliüretan esnek segment yapılarıdır.
1.4 Silil uçlu polieter dolgu macunlarının kürlenme mekanizması
Silil uçlu polieter sızdırmazlık macunu (MS), silan modifikasyonuna dayalı tek bileşenli elastik bir yapıştırıcıdır. Poliüretan ve silikonun avantajlarını bir araya getiren bu ürün, PVC, silikon yağı, izosiyanat ve çözücü içermeyen yeni nesil bir yapıştırıcı sızdırmazlık ürünüdür. MS yapıştırıcı, oda sıcaklığında havadaki nemle reaksiyona girerek, -Si(OR) VEYA -SIR(OR)- yapısına sahip silanize polimerin zincir ucunda hidrolize olmasını ve Si-O-Si ağ yapısına sahip bir elastomere çapraz bağlanmasını sağlayarak sızdırmazlık ve yapıştırma etkisi elde eder. Kürleme reaksiyon süreci aşağıdaki gibidir:
Şekil 4. Silil uçlu polieter dolgu macununun kürlenme mekanizması
2. Yaygın olarak kullanılan tek bileşenli reaktif elastik dolgu macunlarının avantaj ve dezavantajlarının karşılaştırılması
2.1 Silikon dolgu macunlarının avantajları ve dezavantajları
⑴Silikon dolgu macununun avantajları:
① Mükemmel hava koşullarına, oksijen direncine, ozon direncine ve ultraviyole direncine sahiptir; ② Düşük sıcaklıklara karşı iyi esneklik gösterir.
⑵Silikon dolgu macununun dezavantajları:
①Kötü yeniden dekorasyon ve boyanamaz; ②Düşük yırtılma mukavemeti; ③Yetersiz yağ direnci; ④Delinmeye karşı dayanıklı değil; ⑤Yapıştırıcı tabaka, beton, taş ve diğer gevşek yüzeyleri kirleten yağlı sızıntı suyu kolayca üretir.
2.2 Poliüretan Sızdırmazlık Malzemelerinin Avantajları ve Dezavantajları
⑴Poliüretan dolgu macununun avantajları:
① Çeşitli yüzeylere iyi yapışma; ② Mükemmel düşük sıcaklık esnekliği; ③ İyi elastikiyet ve mükemmel geri kazanım özellikleri, dinamik bağlantılar için uygundur; ④ Yüksek mekanik dayanım, mükemmel aşınma direnci, yağ direnci ve biyolojik yaşlanma direnci; ⑤ Çoğu tek bileşenli nemle kürlenen poliüretan sızdırmazlık malzemesi solventsizdir ve yüzeye ve çevreye zarar vermez; ⑥ Sızdırmazlık malzemesinin yüzeyi boyanabilir ve kullanımı kolaydır.
⑵Poliüretan dolgu macununun dezavantajları:
① Yüksek sıcaklık ve yüksek nemli ortamda nispeten hızlı kürleme sırasında kolayca kabarcıklar oluşur ve bu da macunun performansını etkiler; ② Gözeneksiz yüzeylerin (cam, metal vb.) bileşenlerinin yapıştırılması ve sızdırmazlığının sağlanmasında genellikle astar gereklidir; ③ Renk formülü UV yaşlanmasına karşı hassastır ve yapıştırıcının depolama stabilitesi ambalaj ve dış koşullardan büyük ölçüde etkilenir; ④ Isı direnci ve yaşlanma direnci biraz yetersizdir.
2.3 Silan modifiye poliüretan dolgu macunlarının avantajları ve dezavantajları
⑴Silan modifiye poliüretan dolgu macununun avantajları:
① Kürleme sırasında kabarcık oluşmaz; ② İyi esneklik, hidroliz direnci ve kimyasal direnç stabilitesine sahiptir; ③ Mükemmel hava koşullarına dayanıklılık, ısı direnci, yaşlanma direnci ve ürün depolama stabilitesine sahiptir; ④ Geniş yüzey uyumluluğuna sahiptir, yapıştırma sırasında genellikle astar gerekmez; ⑤ Yüzey boyanabilir.
⑵Silan modifiye poliüretan dolgu macununun dezavantajları:
① UV direnci silikon mastik kadar iyi değildir; ② Yırtılma direnci poliüretan mastikten biraz daha kötüdür.
2.4 Silil uçlu polieter dolgu macunlarının avantajları ve dezavantajları
⑴Silyl uçlu polieter dolgu macununun avantajları:
① Çoğu yüzeye mükemmel yapışma özelliğine sahiptir ve astar gerektirmeyen aktivasyonlu yapışma sağlayabilir; ② Sıradan poliüretandan daha iyi ısı direnci ve UV yaşlanma direncine sahiptir; ③ Yüzeyine boya uygulanabilir.
⑵Silyl uçlu polieter dolgu macununun dezavantajları:
① Hava koşullarına dayanıklılığı silikon kadar iyi değildir ve zamanla yüzeyinde çatlaklar oluşur; ② Cama yapışması zayıftır.
Yukarıdaki giriş bölümüyle, yaygın olarak kullanılan çeşitli tek bileşenli reaktif elastik sızdırmazlık malzemelerinin kürlenme mekanizmalarına dair ön bir anlayışa sahip olduk ve avantaj ve dezavantajlarını karşılaştırarak her bir ürün hakkında genel bir fikir edinebildik. Pratik uygulamalarda, iyi bir sızdırmazlık veya yapıştırma sağlamak için, yapıştırma parçasının gerçek uygulama koşullarına göre sızdırmazlık malzemesi seçilebilir.
Yayın tarihi: 15 Kasım 2023