Absztrakt
Ez a cikk az amerikai ASTM C920 szabvány és az EU ETAG 002 műszaki tanúsítvány alapján szisztematikusan elemzi a szilikon tömítőanyagok teljes reakcióláncát a molekuláris térhálósodástól a makroszkopikus kikeményedésig. Az Egyesült Államok Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézetének (NIST) kísérleti adatainak és a németországi Fraunhofer Intézet esetének összehasonlításával feltárja a környezeti páratartalom, a hőmérséklet és a katalizátor mennyiségi hatását a keményedési sebességre, és csatol egy nemzetközi mértékadó szervezetek által hitelesített építési paraméter-összehasonlító táblázatot.
1. Nedvesség behatolás dinamikai modell (ASTM D7238 szabvány)
- Diffúziós sebesség képlete Q= (P×A×ΔP)/d
- Q: Nedvesség behatolás (g/m²-h)
- P: az anyag áteresztőképességi együtthatója (vizsgálati adatok, lásd: P: az anyag áteresztőképességi együtthatója). NIST anyagadatbázis)
- ΔP: vízgőz parciális nyomáskülönbség (kPa)
- Kritikus páratartalom küszöbérték
- Kondenzációs típusú szilikonragasztó: TP3T (ISO 12571 szabvány): Kezdje meg a keményedést, ha RH≥30% (ISO 12571 szabvány).
- Addíciós típusú szilikonragasztó: RH≥10% reagálhat
- Filmvastagság-korlátozási egyenlet Maximális effektív kikeményedési mélység =√(4Dt)
- D: Diffúziós együttható (kb. 3,2×10^-6 cm²/s 25 ℃-nál)
- t: Keményedési idő
2. A hidrolízis és a kondenzációs reakció mechanizmusa (IUPAC-nómenklatúra)
- Elsődleges reakcióképlet ≡Si-O-R + H2O → ≡Si-OH + R-OH
- R: szerves csoportok, mint például metil/fenil
- Aktiválási energia: 58-65 kJ/mol (adatforrás: Amerikai Kémiai Társaság ACS)
- Katalizátor hatásmechanizmusa
- Dibutiltin-dilaurát: az aktiválási energiát 42 kJ/molra csökkenti.
- Titánátok: a térhálósűrűség növelése 15-20%-vel
- pH-érzékeny tartomány
- Optimális reakciókörnyezet: pH=4-6
- A lúgos körülmények (pH>8) Si-O^-struktúrákat létrehozó mellékreakciókhoz vezetnek.
3. Háromdimenziós térhálós hálózat felépítése (TEM elektronmikroszkópos megfigyelés)
- A keresztkötési sűrűség kiszámítása ν = ρ/Mc
- ν: (mol/m³): Térhálósodási pont sűrűsége (mol/m³)
- ρ: Anyagsűrűség
- Mc: Átlagos molekulatömeg a térhálósodási pontok között
- Hálózati struktúra típusa
| Típus | Szakítószilárdság (MPa) | Szakadási nyúlás (%) |
|---|---|---|
| Trapéz alakú szerkezet | 2.8-3.5 | 400-600 |
| Méhsejt szerkezet | 1.5-2.2 | 800-1200 |
- A hiszterézis hatás kiküszöbölése
- Hidroxilvégződésű polidimetil-sziloxán (PDMS) használata
- Molekulatömeg-eloszlási index PDI<1,2 (GPC vizsgálati szabvány ASTM D5296)
4. Környezeti paraméterek ellenőrzési mátrixa
Hőmérséklet és páratartalom szinergikus hatás modellje
| Hőmérséklet (℃) | Relatív páratartalom (%) | Felületi száradási idő (perc) | Teljes kikeményedési idő (h) |
|---|---|---|---|
| 15 | 30 | 45-60 | 72-96 |
| 25 | 50 | 20-30 | 24-36 |
| 35 | 70 | 10-15 | 12-18 |
5. Hibaképződés és elnyomási stratégia
- Buborékképződési elemzés
- Illékony melléktermékek visszatartása (gáztermelés a kolloid grammjára ≤ 0,5 ml)
- Megoldás: Adjunk hozzá 0,5-1% hidrofób füstölt szilícium-dioxidot.
- Interfész meghibásodásának megelőzése
- Az aljzat felületi energiájának > 36 mN/m-nek kell lennie (lásd az ISO 8296 szabványt).
- Szilán kapcsolószer (KH-550/KH-560) ajánlott.
- Feszültségi repedés küszöbérték
- A kritikus alakváltozási energia felszabadulási sebessége Gc=150-300 J/m² (ASTM D3433 vizsgálat)
- Nano kalcium-karbonát hozzáadásával 500 J/m²-re növelhető.
VI. Intelligens gyógyítás-ellenőrzési technológia
- Dielektromos elemzési módszer (DEA)
- Az α= (Ct - C0)/(C∞ - C0) keményedési fok valós idejű nyomon követése
- Novocontrol Alpha-A nagyfrekvenciás analizátorral felszerelve
- Raman spektroszkópiai követés
- Jellegzetes csúcseltolódás: 490cm-¹ → 505cm-¹
- Horiba LabRAM HR Evolution rendszerrel felszerelve
- A dolgok internetének felügyeleti rendszere
- Integrált hőmérséklet- és páratartalom-érzékelő (pontosság ±1%RH)
- Az adatok feltöltése az AWS IoT Core platformra
Összefoglaló Az ISO 11600:2002 szabvány szerint az épületek tömítőanyagainak osztályozására a következő intézkedések javasoltak a mérnöki gyakorlatban:
- ASTM D2202 tapadási teszt elvégzése az építés előtt
- Környezeti paraméterek ellenőrzése az ASTM D4129 szabvány szerint
- Használja a német DIN 52460 előírást az öregedés értékeléséhez.
- Lásd a [Nemzetközi Tömítőanyag Szövetség ASC] legújabb műszaki útmutatóját (https://www.adhesives.org) a kiválasztáshoz