بررسی فرمولاسیون و ترکیبات شیمیایی چسب سیلیکون و اسپری فوم
پاسخ کوتاه این است که چسب سیلیکون یک پلیمر معدنی بر پایه سیلیکون-اکسیژن است، در حالی که اسپری فوم (پلیاورتان) یک پلیمر آلی است که از واکنش دو جزء اصلی ایزوسیانات و پلیال تشکیل میشود. ماهیت شیمیایی متفاوت این دو، خواص و کاربردهای متمایزی به آنها میدهد.
۱. فرمولاسیون و ترکیبات شیمیایی چسب سیلیکون
چسب سیلیکون (Silicone Sealant) در رده پلیمرهای غیر آلی قرار میگیرد.
ترکیبات اصلی:
- پلیمر سیلیکونی (پلیدیمتیل سیلوکسان/PDMS): هسته اصلی فرمولاسیون را تشکیل میدهد. این یک زنجیره پلیمری طولانی است که از اتصال متناوب سیلیکون (Si) و اکسیژن (O) با گروههای جانبی آلی (معمولاً متیل) ساخته شده است. همین ساختار غیر آلی/آلی دوگانه، ویژگیهای منحصربهفردی مانند مقاومت بالا در برابر دما، اشعه UV و انعطافپذیری طولانیمدت را به آن میدهد. $$\text{R}_3\text{Si} – [\text{O} – \text{Si}(\text{R})_2]_n – \text{O} – \text{Si}\text{R}_3$$
- پُرکنندهها (Fillers): مانند سیلیکا (دیاکسید سیلیکون – $\text{SiO}_2$) یا کربنات کلسیم، برای تقویت خواص مکانیکی، افزایش استحکام و کنترل رئولوژی (جریانپذیری) چسب اضافه میشوند.
- افزودنیها: شامل قارچکشها (برای مقاومت در برابر کپکزدگی در محیطهای مرطوب) و رنگدانهها.
- کاتالیزورها و عوامل پخت (Curing Agents): برای آغاز واکنش پلیمریزاسیون.
مکانیسم پخت (Curing):
چسبهای سیلیکون معمولاً به صورت تک جزئی (Single-Component) عرضه میشوند و با رطوبت هوا واکنش میدهند. این واکنش (هیدرولیز و سپس تراکم) باعث ایجاد شبکههای پلیمری متصل به هم و سخت شدن چسب میشود.
- نوع استوکسی (اسیدی): این نوع در حین پخت، اسید استیک آزاد میکند که بوی قوی شبیه سرکه دارد و میتواند باعث خوردگی فلزات شود.
- نوع خنثی (Neutral Cure): این نوع در حین پخت، الکل یا ترکیبات دیگری آزاد میکند، بوی کمتری دارد و برای سطوح حساس مانند فلزات و پلاستیکها مناسبتر است.
۲. فرمولاسیون و ترکیبات شیمیایی اسپری فوم (پلیاورتان)
اسپری فومهای عایق و درزگیر که در قوطیهای اسپری تحت فشار (مخصوصاً انواع تکجزئی) یا سیستمهای دوجزئی (جهت پروژههای بزرگ) موجودند، بر پایه پلیاورتان (Polyurethane/PU) هستند. این یک پلیمر آلی است.
ترکیبات اصلی:
فرمولاسیون پلیاورتان (PU) از واکنش بین دو جزء اصلی ایجاد میشود:
| جزء | نام شیمیایی | وظیفه |
| جزء A (ایزوسیانات) | متیلن دیفنیل دیایزوسیانات پلیمریزه شده (pMDI) یا سایر ایزوسیاناتها | حاوی گروههای عاملی ایزوسیانات ($\text{NCO}-$) که با هیدروکسیل ($-\text{OH}$) واکنش میدهند. این جزء ماده اصلی فعال است. |
| جزء B (پلیال/رزین) | پلیاُلها (Polyols)، از نوع پلیاتر یا پلیاستر | حاوی گروههای عاملی هیدروکسیل ($\text{OH}-$) که با ایزوسیاناتها واکنش میدهند تا پیوندهای اورتان تشکیل شود. این جزء ستون فقرات پلیمری فوم را تشکیل میدهد. |
ترکیبات کمکی:
- عامل پفزا (Blowing Agent): در اسپری فومهای تکجزئی، این عامل در اثر خروج از قوطی و تماس با محیط، منبسط شده و فوم را به شدت افزایش حجم میدهد. این عامل معمولاً مخلوطی از گازها است.
- کاتالیزورها (Catalysts): برای تسریع واکنش بین ایزوسیانات و پلیاُل و تنظیم سرعت پخت.
- تثبیتکنندهها و افزودنیها: برای ایجاد پایداری فوم، کنترل اندازه سلولها، و بهبود خواص مقاومت در برابر آتش.
مکانیسم پخت و انبساط:
اسپری فومهای تکجزئی (رایج در قوطیهای خانگی) با رطوبت هوا واکنش میدهند (مشابه سیلیکون، اما واکنش پلیمریزاسیون آنی است).
انبساط: در زمان اعمال، عامل پفزا تبخیر شده و همزمان ایزوسیانات با رطوبت هوا واکنش میدهد و دیاکسید کربن تولید میکند. این گاز باعث تشکیل سلولهای فوم شده و افزایش حجم (انبساط) سریع را رقم میزند.
در نهایت، ساختار سفت و سخت پلیاورتان با میلیونها سلول گازی (که عایق حرارتی ایجاد میکنند) شکل میگیرد.
نوشته های مشابه
