Περίληψη
Με βάση το αμερικανικό πρότυπο ASTM C920 και την τεχνική πιστοποίηση ETAG 002 της ΕΕ, το παρόν άρθρο αναλύει συστηματικά την πλήρη αλυσίδα αντίδρασης των στεγανωτικών σιλικόνης από τη μοριακή διασύνδεση έως τη μακροσκοπική σκλήρυνση. Συγκρίνοντας τα πειραματικά δεδομένα του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) των Ηνωμένων Πολιτειών με την περίπτωση του Ινστιτούτου Fraunhofer στη Γερμανία, αποκαλύπτεται η ποσοτική επίδραση της υγρασίας του περιβάλλοντος, της θερμοκρασίας και του καταλύτη στον ρυθμό σκλήρυνσης και επισυνάπτεται ένας πίνακας σύγκρισης κατασκευαστικών παραμέτρων πιστοποιημένος από διεθνείς έγκυρους οργανισμούς.
1. Μοντέλο δυναμικής διείσδυσης υγρασίας (πρότυπο ASTM D7238)
- Τύπος ρυθμού διάχυσης Q= (P×A×ΔP)/d
- Q: Διείσδυση υγρασίας (g/m²-h)
- P: Συντελεστής διαπερατότητας υλικού (δεδομένα δοκιμής βλ. Βάση δεδομένων υλικών NIST)
- ΔP: διαφορά μερικής πίεσης υδρατμών (kPa)
- Κρίσιμο όριο υγρασίας
- Κόλλα σιλικόνης τύπου συμπύκνωσης: TP3T (πρότυπο ISO 12571).
- Κόλλα σιλικόνης τύπου προσθήκης: RH≥10% μπορεί να αντιδράσει
- Εξίσωση περιορισμού του πάχους του φιλμ Μέγιστο πραγματικό βάθος σκλήρυνσης =√(4Dt)
- D: συντελεστής διάχυσης (περίπου 3,2×10^-6 cm²/s στους 25℃)
- t: Χρόνος σκλήρυνσης
2. Μηχανισμός της αντίδρασης υδρόλυσης και συμπύκνωσης (ονοματολογία IUPAC)
- Πρωταρχικός τύπος αντίδρασης ≡Si-O-R + H2O → ≡Si-OH + R-OH
- R: οργανικές ομάδες όπως μεθύλιο/φαινυλ
- Ενέργεια ενεργοποίησης: 58-65 kJ/mol (πηγή δεδομένων: Αμερικανική Χημική Εταιρεία ACS)
- Μηχανισμός δράσης καταλύτη
- Dibutyltin dilaurate: μειώνει την ενέργεια ενεργοποίησης σε 42 kJ/mol
- Τιτανικά άλατα: αύξηση της πυκνότητας διασύνδεσης κατά 15-20%
- Εύρος ευαισθησίας pH
- Βέλτιστο περιβάλλον αντίδρασης: pH=4-6
- Οι αλκαλικές συνθήκες (pH>8) οδηγούν σε πλευρικές αντιδράσεις για τη δημιουργία δομών Si-O^.
3. Κατασκευή τρισδιάστατου δικτυωμένου δικτύου (παρατήρηση στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο TEM)
- Υπολογισμός της πυκνότητας διασταύρωσης ν = ρ/Mc
- ν: (mol/m³)
- ρ: Πυκνότητα υλικού
- Mc: Μέσο μοριακό βάρος μεταξύ των σημείων διασύνδεσης
- Τύπος δομής δικτύου
| Τύπος | Αντοχή σε εφελκυσμό (MPa) | Επιμήκυνση σε θραύση (%) |
|---|---|---|
| Τραπεζοειδής δομή | 2.8-3.5 | 400-600 |
| Δομή κυψέλης | 1.5-2.2 | 800-1200 |
- Εξάλειψη του φαινομένου υστέρησης
- Χρήση πολυδιμεθυλοσιλοξάνης (PDMS) με τερματισμό υδροξυλίου
- Δείκτης κατανομής μοριακού βάρους PDI<1,2 (πρότυπο δοκιμής GPC ASTM D5296)
4. Πίνακας ελέγχου περιβαλλοντικών παραμέτρων
Μοντέλο συνεργιστικής επίδρασης θερμοκρασίας και υγρασίας
| Θερμοκρασία (℃) | Σχετική υγρασία (%) | Χρόνος ξήρανσης επιφάνειας (λεπτά) | Πλήρης χρόνος σκλήρυνσης (h) |
|---|---|---|---|
| 15 | 30 | 45-60 | 72-96 |
| 25 | 50 | 20-30 | 24-36 |
| 35 | 70 | 10-15 | 12-18 |
5. Στρατηγική σχηματισμού ελαττωμάτων και καταστολής
- Ανάλυση σχηματισμού φυσαλίδων
- Κατακράτηση πτητικών παραπροϊόντων (παραγωγή αερίου ανά γραμμάριο κολλοειδούς ≤ 0,5 ml)
- Λύση: 1% υδρόφοβο πυριτικό διοξείδιο του πυριτίου
- Πρόληψη αποτυχίας διασύνδεσης
- Η επιφανειακή ενέργεια του υποστρώματος πρέπει να είναι > 36 mN/m (βλ. πρότυπο ISO 8296).
- Συνιστάται ο παράγοντας σύζευξης σιλανίου (KH-550/KH-560).
- Κατώτατο όριο ρηγμάτωσης λόγω τάσης
- Κρίσιμος ρυθμός αποδέσμευσης ενέργειας παραμόρφωσης Gc=150-300 J/m² (δοκιμή ASTM D3433)
- Προσθέτοντας νανο ανθρακικό ασβέστιο μπορεί να αυξηθεί στα 500 J/m².
VI. Ευφυής τεχνολογία παρακολούθησης σκλήρυνσης
- Μέθοδος διηλεκτρικής ανάλυσης (DEA)
- Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο του βαθμού σκλήρυνσης α= (Ct - C0)/(C∞ - C0)
- Εξοπλισμένο με αναλυτή υψηλής συχνότητας Novocontrol Alpha-A
- Παρακολούθηση φασματοσκοπίας Raman
- Χαρακτηριστική μετατόπιση κορυφής: 490cm-¹ → 505cm-¹
- Εξοπλισμένο με το σύστημα Horiba LabRAM HR Evolution
- Σύστημα παρακολούθησης του Διαδικτύου των πραγμάτων
- Ενσωματωμένος αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας (ακρίβεια ±1%RH)
- Τα δεδομένα μεταφορτώνονται στην πλατφόρμα AWS IoT Core
Περίληψη Σύμφωνα με το πρότυπο ISO 11600:2002 για την ταξινόμηση των στεγανωτικών υλικών κτιρίων, συνιστώνται τα ακόλουθα μέτρα για την τεχνική πρακτική:
- Εκτελέστε δοκιμή πρόσφυσης ASTM D2202 πριν από την κατασκευή
- Έλεγχος περιβαλλοντικών παραμέτρων σύμφωνα με το πρότυπο ASTM D4129
- Χρήση της γερμανικής προδιαγραφής DIN 52460 για την αξιολόγηση της γήρανσης
- Ανατρέξτε στον τελευταίο τεχνικό οδηγό της [International Sealant Association ASC] (https://www.adhesives.org) για επιλογή