АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Общие свойства SBC полимеров в системах герметиков

Читайте также:
  1. I. ИМЯ СУЩЕСТВИТЕЛЬНОЕ (THE NOUN) ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
  2. I. ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ
  3. I. Общие сведения
  4. II. Общие требования безопасности
  5. II. Общие требования и правила оформления текстов исследовательских работ.
  6. Аварии на коммунально-энергетических системах.
  7. АК. Структура белков, физико-химические свойства (192 вопроса)
  8. Активные минеральные добавки. Смешанные цементы, их свойства.
  9. Анализ свойства вязкости
  10. Антигены, основные свойства. Антигены гистосовместимости. Процессинг антигенов.
  11. Арифметика в позиционных системах счисления
  12. Арифметическая середина и ее свойства.
Стирол-бутадиен-стирол (SBS) • Стирол-изопрен-стирол (SIS) • Стирол-этилен-бутадиен-стирол (SEBS), гидрогенизированная форма SBS • Стирол-этилен-пропилен-стирол (SEPS), гидрогенизированная форма SIS Свойства всех четырех SBC указаны в Таблице 1. Из них SBS наиболее дешев и обладает самым уровнем растяжения, адгезии и прочности сцепления. В целом, насыщенные блок-сополимеры (SEBS и SEPS) используются в тех областях, где больше значение имеет долгосрочная УФ, термоокислительная или химическая устойчивость, или там, где требуется совместимость с другими малополярными компонентами. SIS сополимеры обычно входят в состав чувствительных к давлению адгезивов, где необходима сильная липкость, а прочность сцепления не имеет большого значения. К основным разновидностям SBC полимеров относятся: • диеновые (изопрен, бутадиен, этилен-бутилен, этилен-изопрен, др.), • соотношение стирола / диена (S/D), • соотношение двухблочных / трехблочных; и • скорость течения расплава (MFR) или индекс расплава (MI). Таблица 1: Сравнение Стироловых блок-сополимеров
Свойство SBS SIS SEBS SEPS
Относительная стоимость 1.0 1.3 2.0 2.3
Теплоустойчивость Средняя-низкая Низкая Оч. высокая Оч. высокая
Среднеблочные · Mc, gms / mol · Tg, °C · Параметр растворимости, (кал/см3)1/2 1700 -85 8.35 7000 -60 8.15 ~1700 -55 7.75 1660 -55 7.65
Прочность на растяжение, psi 700-4600 1200-3100 350-5000  
Растяжение, % 800-1100 1200-1300 500-750 <100
300% Модуль, psi 130-400 60-200 350-800 ---
Жесткость, Шор A 50-75 30-55 65-75 70-75
Таблица 2 отображает сравнительные рабочие свойства сополимеров SBS, SIS, SEBS и SEPS. Она позволяет увидеть, что физические свойства этих материалов могут в значительной степени совпадать в зависимости от состава. Среди основных производителей SBC сополимеров компании Dynasol и Kraton. Таблица 2: Сравнительные рабочие свойства Стироловых блок-сополимеров
Свойство SBS SIS SEBS SEPS
Гибкость + + + +
Прочность на растяжение + + + +
Адгезия + + + +
Липкость + + + +
Электрические свойства + + + +
Устойчивость против внешнего состаривания     + +
Устойчивость при высокотемпературной обработке     + +
Одобрение FDA Некоторые Некоторые + +
Возможность паровой стерилизации     + +
Работа в условиях высокой температуры     + +

Аналогично большинству базовых полимеров, которые используются в герметиках, составы герметиков на основе SBC очень сложны, так как потребности и требования конечного продукта могут быть очень различными. Практически во всех случаях конечный продукт состоит из блок-сополимера менее, чем на 50%. В Таблице 3 указываются составы герметиков на основе SBC, которые включают в себя сырьевые материалы. Они аккуратно смешиваются и создают продукты, которые оптимизируются относительно требований обработки и конечного использования.

Таблица 3: Основные компоненты SBC адгезивов и герметиков

Компонент Физические свойства Функция
Стироловый блок-сополимер
  • Высокий молекулярный вес
  • Tg обычно ниже комнатной температуры
  • Физическое сшивание при охлаждении
  • Сильная и сравнительная устойчивость против стандартного условий среды
  • Создает прочность и растяжение
  • Высокая прочность сцепления и адгезии
  • Липкость при высокой температуре
Прочность на растяжение
  • Низкий молекулярный вес
  • Tg обычно выше комнатной температуры
  • аморфный
  • Снижает вязкость
  • Улучшает увлажнение (контакт между адгезивом и подложкой)
  • Регулирует Tg системы под рабочую температуру
  • Разбавляет сложную полимерную сетку
Воск
  • Низкий молекулярный вес
  • Tg обычно ниже комнатной температуры
  • Кристаллический
  • Повышает скорость схватывания
  • Создает жаростойкость
  • Снижает вязкость
  • Некоторые (микрокристаллические) создают некоторое армирование
Наполнители
  • Неорганические (например, глина, тальк, карбонат кальция)
  • Снижает тиксотропию и усадку в составах на основе растворов
  • Повышает вязкость расплава в термоплавких составах
  • Обеспечивает армирование

Стироловые группы на молекуле SBC позволяют осуществлять физическое сшивание. В результате SBC герметики обладают многими привлекательными свойствами, например умеренная жаростойкость, быстрое схватывание и низкая вязкость расплава. Средства повышения клейкости (смолы) и разжижители растворяют сложную полимерную сеть с целью смягчения герметика, снижения вязкости, усиления увлажнения, а также регулирования температуры стеклования, Tg. Различные сорта воска также снижают уровень вязкости и обеспечивают быстрое схватывание (усиление прочности), жаростойкость и армирование в конечном продукте, в зависимости от того, какой используется воск.
Для герметиков часто требуются только характеристики заполнения брешей. Такие продукты часто представляют собой низкомодульные смеси, которые с готовностью расширяются и стягиваются без потери адгезии. Тем не менее, в некоторых областях напряжение удерживают герметики, и, по существу, материал считается адгезивным герметиком. SBC сополимеры могут быть составлены таким образом, что они будут отвечать требованиям любого из герметиков. Блок-сополимеры SEBS или SEPS также используются, так как они обладают более высокой долгосрочной устойчивостью против состаривания. Производители SBC герметиков могут варьировать свойства, и поэтому герметики могут использоваться в самых различных областях. Помимо прочности, сильной эластичности, экономичности, способности к обработке и легкого формирования состава SBC обладают другими очень полезными качествами: • Отсутствует необходимость в вулканизации (результат – высокая скорость обработки) • Точно сформированные молекулы самых различных структур (результат – повышается свобода формирования состава) • При создании смеси не требуется перемешивание • Чистота – многие составы одобрены FDA • Высокая прочность и эластичность • Низкая вязкость расплава • Высокая концентрация твердых частиц в растворе • Составы могут быть чистыми • Агрессивная адгезия к большинству подложек, включая пластмассы • Прочность сцепления регулируется под состав диблока • Устойчивость против воздействия воды, большинства кислот и оснований SBC характеризуется очень чистой химией полимеризации. Поэтому FDA одобряет многие продукты и разрешает использовать их в областях, подразумевающих контакт с продуктами питания, а также в медицине. Полимеры создаются чистыми, их можно включать в прозрачные герметики. Также они обладают хорошей устойчивостью против воздействия воды, большинства кислот и оснований. В областях, требующих хорошей устойчивости против УФ излучения и окисления, особенно полезными будут гидрированные стирольные полимеры. SBC герметики на основе растворителей Стирольные блок-сополимеры нашли применение в многих различных герметиках, так как их можно создавать под формирование самых различных свойств. Их можно растворять в стандартных растворителях и применять в качестве экструдируемых средств цементирования, уплотнителей или герметиков. Также они могут использоваться как вязкое мастичное покрытие. Среди преимуществ SBC в герметиках на основе растворов можно выделить следующее: • Полимеры растворяются непосредственно: измельчение не требуется. • Период растворения сокращается: повышается продуктивность и эффективность. • Растворы более универсальны: улучшаются контроль и воспроизводимость • Снижается вязкость раствора: повышается содержание твердых частиц, снижается стоимость раствора, ускоряется нарастание толщины • Растворы устойчивы: повышается срок годности. При создании SBC полимеров в виде системы на основе раствора следует учитывать существование двух отдельных и по сути несовместимых сегментов. Ароматические растворы растворяют полибутадиен и полистирол, к тому же они являются хорошими растворителями для этих полимеров. Алифатические растворители растворяют полибутадиеновые блоки, и, поэтому, они будут растворять только те блочные полимеры, которые содержать мало стирола. Также можно использовать смеси алифатических и ароматических или полярных растворителей. Нужное количество полярного растворителя определяется молекулярным весом полимера и долей содержащегося в нем полистирола.
SBC адгезивы и герметики все больше используются в строительстве для слипания стеновых панелей и фанерного черного пола. SBS сополимеры особенно эффективны в этой области, так как обладают высокой прочностью в неотвержденном состоянии. В качестве растворителей используется главным образом бензин-растворитель, в который добавляется достаточное количество толуола для растворения полимера. В Таблице 4 отображается состав стандартного адгезива этого типа. Вязкость можно повысить путем увеличения количества наполнителя, что позволяет создать герметик Таблица 4: Адгезив SBS на основе растворителя для применения в строительстве, стандартный состав
Компоненты Весовые доли
SBS полимер, 30% стирола  
Углеводородный полимер, Точка размягчения, 100°C  
Углеводородный полимер, Точка размягчения, 140°C  
Жесткая глина  
Полимеризованный 1,2-дигидро-2,2,4-триметилхинолин  
Ди-б-нафтил-п-фенилендиамин 0.5
Толуол  
Текстильные спирты  
Этиловый спирт 12.5

Начальный состав, приведенный в Таблице 5, надлежащим образом смешанный с растворителями, является примером другого адгезива/герметика на основе SBS, используемого при сборке зданий и строительных компонентов. При наличии систем стабилизации, аналогичных показанной, период старения кислородной бомбы превышает действующие строительные требования.

Таблица 5: Строительная мастика с высоким уровнем вязкости на основе SBS полимера 2

Компоненты Торговая марка (Поставщики) Части, вес
SBS полимер Kraton 1101 (Kraton)  
Концевой блок-полимер Picco N-100  
Пластичная глина    
Цинк дибутилдитиокарбамат    
Стабилизатор Platranox 2246  
Растворители   По требованию
Свойства    
Сопротивление адгезива сдвигу (дерево / дерево), psi    

Насыщенные термопластичные полимеры SEBS используются при создании прозрачных герметиков. Высокий предел прочности при растяжении и хорошие характеристики старения этого полимера обеспечивают высокую эффективность и долгий срок службы. В Таблице 6 приводится состав прозрачного SEBS герметика на основе растворителя.

Таблица 6: Прозрачный SEBS герметик на основе растворителя3

Компоненты Торговая марка (Поставщики) Части, вес
SEBS полимер G1652 (Kraton)  
SEP полимер SEP 1701 (Kraton)  
Средства повышения клейкости Regalrez 1076 (Eastman)  
Kristalex 5140 (Eastman)  
Увлажняющее средство Silane A-1120 (Witco) 1.5
Стабилизатор Irganox 1010 (Ciba) 1.5
Tinuvin 770 (Ciba) 0.7
Tinuvin P (Ciba)  
Растворители Пропилацетат 33.4
Tolusol 5 (Shell) 54.9
Толуол 23.0
Свойства    
Соотношение двухблочных и трехблочных   33 / 67
Содержание твердых веществ, %w   75.3
Термоплавкие Составы Термопластическая природа SBC также позволяет создавать и использовать их как термоплавкие материалы. Эта разработка имеет особенно большое значение для разработчиков составов и конечных пользователей на фоне растущей цены на растворители и нормативных ограничений в отношении типов и количества растворителей, которые разрешается выбрасывать в окружающую среду. В Таблице 7 приводятся преимущества и недостатки термоплавких герметиков. Таблица 7: Преимущества и недостатки термоплавких герметиков
Преимущества Недостатки
· Скорость формирования связей (высокая прочность в неотвержденном состоянии) · Быстрое схватывание для устойчивости против воздействия элементов окружающей среды· Повышение производительности · Легкая автоматизация· Заполнение пустот· Нечувствительность к воде· Отсутствие расходов на утилизацию и расходов на предотвращение регенерации растворителя· Хорошие барьерные свойства· Значительные возможности составов соответствовать требованиям по ценам и эффективности· Сокращение расходов на обслуживание и очистку · Ограниченная жесткость на применимых уровнях вязкости· Ограниченная адгезия (т.е., более слабое проникание в пористые подложки, чем у традиционных герметиков) · Отсутствие определенных свойств в расплавленном состоянии, таких как клейкость, Смачивающая способность, др. · Возможность создания очень низкого уровня вязкости· Более слабые механические свойства в сравнении с термореактивными герметиками· Первоначальные инвестиции в оборудование · Потенциально более высокие издержки на материалы (особенно для реактивных термоплавких герметиков)

Жидкие пластификаторы, например нафтеновые масла, полимеры с низким молекулярным весом и полиизобутилены, можно использовать для снижения вязкости расплава SBC полимера. Высокие температуры, необходимые для смешивания термоплавких адгезивов, требуют защиты полимеров от окисления. Такая защита обычно создается сочетанием поверхностного покрытия из инертного газа и антиоксидантов.

Структура SBC значительно способствует его индивидуальности и ценности как термоплавкого герметика. Расположенные на молекуле концевые сегменты из термопластичного полистирола формируют участки "псевдо-сшивания". В результате, при комнатной температуре эти материалы становятся очень твердыми на низких частотах и в то же время очень вязкоупругими на высоких частотах. Это позволяет конечному пользователю с легкостью осуществлять смешивание и создает устойчивость против усадки. Псевдо-сшивание также обеспечивает очень высокую устойчивость против сползания и при этом поддерживания на очень высоком уровне прочность сцепления и угол растяжения.

Благодаря связанному с SBC механизму псевдо-сшивания и связанным с каждой стадией температурам стеклования, SBC могут создавать очень хорошие свойства как при низких, так и при высоких температурах, однако необходимо уделить особое внимание созданию состава. Аналогичным образом, благодаря ненасыщенности SBS полимеров, следует уделять особое внимание защите базовых полимеров от воздействия УФ излучения.

Термоплавкие герметики на основе насыщенных среднеблочных стирол-этилен/бутилен-стиролов (SEBS) продемонстрировали хорошую адгезию к стеклу и алюминию, а также замечательные механические свойства. Герметики также характеризуются низкой скоростью паропроницаемости и очень хорошей устойчивостью в условиях воздействия УФ и высоких температур. Термоплавкие герметики на основе SEBS широко применяются в процессах сборки автомобилей и отраслях промышленности по производству передвижных домов.4 В Таблице 8 указывается стартовый состав для термоплавкого герметика с низким уровнем вязкости на основе SEBS.

 


1 | 2 |

Поиск по сайту:

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)