مترجم: حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
خواص کاربردی
سرعتی که یک ماده ی آب بندی عمل آوری می شود، یک فاکتور مهم در برخی از صنایع محسوب می شود. پرایمرهای کاتالیستی، سیستم های دو جزئی و یا محیط های کنترل شده، موجب افزایش نرخ عمل آوری می شوند. عمق عمل آوری و نرخ عمل آوری ایجاد شده در اتصال، سایر ملاحظات مهم مربوط به یک ماده ی آب بندی است. مواد آب بندی تک جزئی مانند سیلیکون ها، یوریتان ها و پلی سولفید ها، که به نفوذپذیری رطوبت و یا اکسیژن هوا به داخل خود در طی عمل آوری، وابسته هستند، می توانند روزها و یا هفته ها، رها شوند تا بدین صورت خود به خود، عمل آوری شوند. این موواد آب بندی پوسته ای بر روی سطح خود تشکیل می دهند که موجب جلوگیری از نفوذ رطوبت و یا اکسیژن به داخل خود می شوند. در حقیقت، برخی از این سیستم ها، سطح نفوذ پذیر کوچکی دارند و برخی دیگر اغلب به طور کامل عمل آوری نمی شوند.شرینکیج اتفاق افتاده در طی عمل آوری، یک فاکتور مهم در سیستم های آب بندی می باشد. شرینکیج قابل توجه می تواند منجر به ایجاد تنش های داخلی در اتصال شود. محصولات با شرینکیج پایین آنهایی هستند که دارای درصد جامد بالا هستند. بیشتر این سیستم ها، سیستم های دو جزئی اند.
سیستم های با شرینکیج متوسط شامل مواد آب بندی مذابی است که پس از تغییر شکل از حالت مذاب به حالت جامد، از خود شرینکیج نشان می دهند. سیستم های با شرینکیج بالا در واقع مواد آب بندی بر پایه ی حلال و یا آب هستند که در آنها شرینکیج به دلیل تبخیر حلال و یا آب، ایجاد می شود.
برای بهبود ویژگی های پرکنندگی، برخی از مواد آب بندی پیش از عمل آوری، منبسط می شوند. این مواد آب بندی شامل مواد آب بندی اتومبیل می باشند که حاوی مواد کف کننده در فرمولاسیون خود می باشند. فرمولاسیون های با دمای ذوب بالا نیز با استفاده از حل کردن گاز در داخل رزین تولید شده اند. تمام این فرمولاسیون ها پیش از عمل آوری، پف می کنند و شکاف موجود را می پوشانند (شکل 1). در این حالت یک فشار مثبت بر روی زیرلایه ایجاد می شود.
این مواد آب بندی هم از نوع ترموپلاست های ذوبی و هم از جنس ترموست های با قابلیت عمل آوری می باشند. این مواد می توانند به صورت مستقیم بر روی اتصال اعمال شوند و بنابراین، نیازی به وجود درزگیر نیست. البته در این حالت، میزان مواد زائد بیشتر است. درزگیر های جامد پیش ساخته، بسیار خوب می باشند اما میزان نیروی مورد استفاده برای تولید و همچنین نیاز به استفاده از چسب برای اتصال، از جمله محدودیت این مواد محسوب می شود. علاوه بر این، به دلیل اینکه این مواد به صورت سه بعدی اعمال می شوند، درزگیرهای فومی انعطاف پذیری بیشتری را در طراحی اتصال، ایجاد می کنند.
این مواد آب بندی باید زیرلایه را تر کنند و به سهولت در اتصال جریان یابند. بنابراین، این مواد آب بندی باید در زمان اعمال، مایع و یا سیال باشند. به هرحال، اگر این مواد آب بندی در داخل یک اتصال عمودی قرار گیرند، آنها باید به صورت یک جامد عمل کنند. شرایط قبلی در صورتی ایجاد می شود که پلیمر مایع و یا یک محلول از یک پلیمر جامد، داشته باشیم. در هر مورد، خواص سیلان مایع باید به گونه ای باشد که این ماده تحت اعمال تنش های متوسط، سیلان یابد و بتواند تنش های بسیار کوچک را تحمل کند. این الزام نیازمند وجود خاصیت تیکسوتروپی، کنترل جریان و ضد ریزشی در ماده ی آب بندی است. این مسئله با استفاده از مواد پرکننده در داخل پلیمر پایه، قابل حصول می باشد.
اثرات ایمنی و سمیت نیز در زمانی دغدغه محسوب می شوند که از انواع خاصی از مواد آب بندی، استفاده می شود. واکنش های شیمیایی می تواند موجب رهایش گازهای شیمیایی، حرارت و یا هر دوی این عوامل مخرب شود. تبخیر حلال ممکن است موجب بروز مسائل ایمنی و سلامتی در محل کار شود. اندازه گیری و مخلوط سازی سیستم های چند جزئی، می تواند پرسنل را با خطر برخورد مستقیم با مواد سمی روبرو کند.
خواص مربوط به کارایی
در برخی کاربردها، استحکام ممکن است مهم تر از الاستیسیته باشد. استحکام پایین و یا مدول کششی پایین، ممکن است مهم ترین فاکتورهایی باشد که در این وضعیت مد نظر قرار می گیرد. در حقیقت در این کاربردها، سطوح ضعیف تر، مد نظر است. استحکام کششی در اصل برای جلوگیری از ایجاد شکست تحت تنش و همچنین انتقال تنش میان زیرلایه ها، مورد نیاز می باشد (مشابه اکثر چسب ها).برخی اوقات مدول می تواند میزان انبساط و یا فشرده سازی یک ماده ی آب بندی را مشخص کند. عموماً مواد آب بندی با مدول متوسط و پایین، قادرند بدون قرارگیری تحت تنش های بیشتر، به میزان قابل توجهی تغییر ابعاد دهند. برخی از مواد آب بندی با کارایی بالا، برای حالتی استفاده می شوند که نیاز به ظرفیت حرکتی بالاتری باشد. حقیقت این است که این اتصال ها، برای ایجاد انبساط و یا انقباضی 25 % مناسب اند. مواد با کارایی بالاتر موجب می شوند تا فاکتور ایمنی افزوده، ایجاد شود. یک تغییر در الاستیسیته و یا سختی مربوط به پیرسازی، ممکن است شاخصی برای این باشد که احتمال تخریب و یا پیرسازی وجود دارد.
استحکام فشاری در حقیقت ماکزیمم تنش فشاری است که یک ماده ی آب بندی می تواند بدون شکسته شدن، تحمل کند. حالت هایی وجود دارد که ماده ی آب بندی قابلیت بازگشت به حالت اولیه ی خود را ندارد. این خاصیت معمولا به دلیل عمل آوری بیش از حد و یا ایجاد پیوندهای عرضی با دانسیته ی بالا در داخل ماده ایجاد می شود. این مسئله در اتصال هایی که در آنها انبساط و انقباض رخ می دهد، مناسب نیست. رهایش تنش شرایطی است که در آن، تنش ایجاد شده به صورت کرنش دائمی، آزاد می شود. برخی از مواد آب بندی با مدول بسیار پایین، در زمان اعمال ازدیاد طول پایین، از هم جدا می شوند.
هوازدگی نیز در واقع میزان مقاومت یک ماده ی آب بندی در برابر حرارت ، رطوبت، سرما، تابش خورشید و سایر عوامل محیطی، می باشد. میزان هوازدگی بوسیله ی پلیمر پایه و طبیعت افزودنی هایی موجود در ماده ی آب بندی، تعیین می شود. عموماً مواد آب بندی به گونه ای فرموله می شوند که مقاومت ماکزیممی در برابر یک چنین عواملی داشته باشند. اغلب این شیمی فرمولاسیون است که در واقع موجب ایجاد مقاومت ماده در برابر المان های دیگر می شود. به هر حال، اگر کارایی دراز مدت و مقاومت در برابر هوازدگی، برای یک کاربرد مهم باشد، با تولیدکننده ی ماده ی آب بندی تماس گرفته و از او درخواست کمک کنید. داده های بدست آمده بوسیله ی تولید کننده، می تواند به شما اطلاعات خوبی در زمینه ی کاربرد این مواد آب بندی دهد.
در بسیاری از وضعیت ها، ظاهر ماده ی آب بندی، مشابه خواص فیزیکی آن، مهم می باشد. بنابراین، بیشتر مواد آب بندی در انواع رنگ ها موجود می باشند تا بتوان با محیط تطابق داشته باشند. چندین سوال باید در زمان تعیین الزامات مناسب برای مواد آب بندی، مد نظر قرار گیرند:
• آیا ماده ی آب بندی باید با محیط اطرافش تطابق رنگ داشته باشد؟ آیا این مسئله باید برای یک دوره ی زمانی طولانی صدق کند؟
• آیا حرکت آب بر روی این مواد آب بندی موجب ایجاد تغییر رنگ در آنها می شود؟
• آیا محصول مورد استفاده در طی زمان، تغییر رنگ می دهد؟
این نیاز وجود دارد که برخی اوقات، مواد آب بندی با محیط های خاص تطابق داشته باشند. مثال این مورد، در واقع الزامات مربوط به مواد آب بندی بر اساس سازمان های خاص غذایی مانند FDA و یا USDA می باشد. در واقع در کاربردهایی که ماده ی آب بندی با غذا در ارتباط است، باید مسائل ایمنی بر طبق استانداردهای این سازمان ها، رعایت شود.
محصولات و فرمولاسیون های تجاری
یک گستره از مواد آب بندی و فرمولاسیون های مختلف مربوطه، برای آماده سازی محصولات آب بندی برای نیازهای خاص، موجود می باشند. بیشتر مواد آب بندی دارای فرمولاسیون خاص خود می باشند. در واقع تولیدکننده با انجام تحقیقات بر روی مواد مختلف، توانسته است گستره ای از محصولات را تولید کند. تقاضا برای افزایش بهره وری، افزایش کارایی و تطابق محیطی، موجب شده است تا برخی از فرمولاسیون های قدیمی این محصولات کمتر مورد استفاده قرار گیرند. این مسئله مخصوصا در مورد مواد آب بندی بر پایه ی حلال مشهود می باشد. در طی سال های اخیر، پلی یوریتان ها، یکی از عمده ترین مواد آب بندی برای کاربردهای ساختمانی می باشند. سیلیکون ها، در کاربردهای خارج ساختمانی، بیشتر استفاده می شود که علت این مسئله، کارایی مطلوب آنها در برابر هوازدگی و مقاومت آنها در برابر UV می باشد. در طی این زمان، پلی سولفیدها کمتر مورد استفاده قرار گرفته اند. بیشتر مواد آب بندی دارای ظرفیت مشخصی بر طبق استانداردی خاص هستند.این مهم است که به دنبال دانستن در مورد نحوه ی صحیح انتخاب این مواد آب بندی باشیم. در هر پروژه ای، تعیین الزامات مناسب، توسعه ی روند انجام وظایف و برنامه ریزی و طراحی مناسب، از جمله مهم ترین مواردی می باشد که باید مورد توجه قرار گیرد.
منبع مقاله :
Handbook of adhesives and sealants/ Edxard M. Petrie
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
