Lapátkeverő készítése epoxi gyantából

A sok elektronikai cikk után jöjjön végre valami, aminek van köze a kémiához. Sejtvonalak teszteléséhez kis 250ml-es fermentorokat használunk, ezek mindegyike 2db lapátkeverővel van lapát keverő felszerelve, ezekről szeretnék egy másolatot készíteni műgyantából. Természetesen rozsdamentes acélból kiesztergáltatni sem egy nagy költség, de ha pl. egyszer használatos fermentorokban akarjuk használni, akkor ez a megoldás, és ami a jó hír, hogy fillérekből kijön. Első lépésben a negatív formát kell elkészítenünk, amihez szilikongumit használtam. Ezt könnyű beszerezni, hobbi, modellező boltokban kapható. silicon monomerKét komponensű anyagról van szó, amit a használat előtt kell majd összekeverni. Az egyik a katalizátort, a másik a monomer egységeket tartalmazza, a polimerizáció után ezzel az általános képlettel írható fel. Ez természetesen egy leegyszerűsített példa, mivel többdimenziós polimerek is létrejöhetnek a kiindulási monomerektől függően. Az általam vásárolt terméken a pontos összetételt nem tudtam sehogy sem megtalálni, de valószínűleg ezek már nem az egyszerű kétdimenziós dimetil-polisziloxán kondenzációs termékké állnak össze, ahol az R = -CH3. Az R helyettesíthető  pl. fenil-, vinyl-, vagy trifluor-propil csoportokkal, tartalmazhatnak egyéb komponenseket, amik javítják a mechanikai stabilitásukat, elasztikusságot javíthatnak vagy hőstabilitást adhatnak a polimernek, így pl. 350oC felett sem bomlanak el. Van egy másik példa, amikor a monomer (ezek már inkább makromolekulák, részben kondenzált) egységek össze vannak keverve  és a levegő nedvessége indítja el a polimerizációt, ha valaki fugázott már csempét szilikonos tömítővel akkor érezte az ecet jellegzetes szagát.

HO(Me2SiO)xH + fölösleg MeSi(OAc)3 → (AcO)2MeSiO(Me2SiO)xOSiMe(OAc)2

Ez a reakció az edényben játszódik le, a képződött polimer mindkét vége két-két AcO- funkciós csoporttal van lezárva és még folyékony halmazállapotú. Amikor kinyomjuk a tubusból és érintkezik a légnedvességgel a reakció megindul és nagy polimerizációs fokú kondenzációs termékek jönnek létre, amik halmazállapota szilárd lesz.

silicon polimerization

A kétféle termék, amit kipróbáltam az RTV 835 és az RTV863, ezek hőstabilitásukban térnek el egymástól, a 835-ös 350oC-ig stabil, én főleg a 863-t használtam, a negatív formához nem kell, hogy nagyon hőstabil legyen.

IMAG0276

A két anyag összekeverése értelemszerű: 100g-hoz 3g katalizátort adunk majd óvatosan összekeverjük, és a formára öntjük, a youtube-on van egy csomó tutorial. Ami fontos, hogy óvatosan keverjük, mert különben buborékos lesz és használjunk formaleválasztót, hogy a megkötés után a keverőt könnyen ki tudjuk venni a formából, én szilikon olajat használtam.

IMAG0281

A megkötési idő 22h óra volt 33oC-on. Mivel a szobahőmérséklet elég tág határok között változik, így ha nincs termosztátunk, akkor akár két napot is kell várni, hogy a polimerizáció teljes legyen.

A katalizátor összetétele sokkal egyértelműbb, ez két komponenst tartalmaz, tetraethyl silicate-ot, aminek a keresztkötések kialakításában van szerepe, és magát a katalizátort, ami a Dibutyltin dilaurate névre hallgat. A tetraethyl silicate-ot használják pl nagy tisztaságú szilícium előállítására. Az alábbi képen látható, hogy a finom szemcsés szilícium levált kb. egy nap után, amikor a katalizátort összekevertem vízzel.

IMAG0303

Si(OC2H5)4 + 2 H2O → SiO2 + 4 C2H5OH

A következő lépés, hogy epoxi-gyantából kiöntsük a keverőnket. Ehhez ez a gyantát találtam:

IMAG0300

Ez a gyanta (105) néhány százalékban tartalmaz bisphenol F epoxi resint, a CAS száma alapján  Poly[(phenyl glycidyl ether)-co-formaldehyde] a fő komponens pedig egy másik cég terméke Araldite® 506 epoxy resin ami, ha minden igaz akkor 3 bisphenol F epoxi molekula kondenzációjából képződött makromolekula. Ezen kívül tartalmaz még benzyl-alkoholt és nyomokban izo-
butanolt. Itt az adatlapja.

A katalizátor (206) pedig egy csomó különféle amint tartalmaz, adatlapja ITT.

A két komponenst óvatosan összekeverjük, majd a formába öntjük, kb. 20 óra után kész is van. Ami nagyban növeli az ellenállóképességét, ha a polimerizáció közben 50-60 fokos termosztátba tesszük, vagy amit még kipróbáltam, hogy a száradás után 121 fokon (szárazon) 20 percig tartottam. Ez lett az eredménye.

lapát keverő

Ha nem hőkezeljük és utána autoklávozzuk folyadékban a keverőt, akkor egy tejes elszíneződést kap, és így fog kinézni.

IMAG0306

A csavarmenet kialakításához szükség van egy menetvágóra, amit könnyű beszerezni. Itt M3 csavarral dolgoztam, amit szintén nekem kellett megcsinálni, mert ki akartam próbálni, de persze egyszerűbb venni ilyen típusú csavart.

IMAG0293

Természetesen a lehetőségek tárháza végtelen, készíthetünk csavarokat, közdarabokat, csöveket , edényeket, stb. Itt egy kis összeállítás:

Share This:

 
Loading Facebook Comments ...

Leave a Comment