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硅酮结构密封胶的拉伸性能与耐久性

来源:郑州大学化工学院等  作者:丁苏华 段林丽 刘大壮  日期:2015-8-26
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  摘要:通过对7个建筑用硅酮结构密封胶样品的拉伸性能及相关性能的测试,讨论水、热、光(热(水的协同作用及位移能力等因素对其拉伸粘结性及耐久性的影响,各技术指标之间的对应关系,以及确定耐久性评价指标的可能性。结果表明,拉伸应力—应变曲线呈二次多项式函数关系;水的作用使拉伸粘结强度降低,但对伸长率的影响可能还取决于密封胶本身的内聚力和粘结活性之间平衡的结果;硬度、拉伸粘结强度和伸长率之间适当的协调可得到良好的弹性和位移性能。
  关键词:硅酮结构密封胶;拉伸粘结性;耐久性

  本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布:

  由表2可见:

  (1)将硬度与拉仲模量按其实测侦从小到大排序后进行对比可知,样品所居顺序基本相同,硬度与模最之间可视为具有良好的对应关系。

  (2)硬度与其它2个指标表而上看根本无法找出对应关系。高硬度会带来大的模量、强度和低的仲长率(如5琳品),

  但同样可能得出相反的结果,如3琳品与7琳品.3琳品的硬度要比r样品的大得多,但其拉仲粘结强度并不比7`.高,而仲长率反而远高于7

  (3)拉仲粘结性与断裂仲长率几个指标的数值之间也似乎不存在相互的对应关系,如2样品与3样品,并不是拉仲粘结强度高,就对应于低的断裂伸长率。再次说明了拉仲粘结性能的复杂性,它不仅取决于产品的配方体系、内聚力、粘结活性,还取决于几个因素之间的协调作用。

  2.5位移性能与拉仲粘结性的关系

  位移性能是指硅酮结构密封胶在建筑接缝发生位移时能保持有效密封的能力,可通过模拟实际使用条件的热胀冷缩来测试硅酮结构密封胶的位移能力。采用与拉仲粘结性相同的粘结试件,按GBIT 13477.13一2002《建筑密封材料试验方法,(第13部分:冷拉一热压后粘结性的测定)规定的试验条件进行冷拉一热压循环试验,所用拉压幅度为20%试验结束后,检查试件粘结破坏的深度,以不大于2mm为位移性能合格。试验结果7个样品中有3个合格,另外几个均有不同程度的粘结破坏。位移性能按破坏程度由小到大的样品编号排序为:4<6<7<1<2<5<3

  将此顺序与表2所示进行对比,同样发现其与表2中任何一个指标都无法直接对应。因此从位移性能指标也验证了拉伸粘结性能的复杂性。同时从位移性能合格的3个样品(4、6和7)来看,它们的硬度适中,拉仲强度和仲长率在几个样品中也居中,说明硬度和强度之间良好的协调有利于产品表现出优良的位移性能,也反映出产品良好的弹性。

  2.6确定耐久性评定指标的可能性

  在近期已修订或制订的与密封材料柑关的产品标准中,均采用LSO 11600:2002的规定,拉仲粘结强度和断裂仲长率已不再作为产品质量的判定指标,而代之以拉仲模最,同时

  产品位移能力分级也依据23℃和-20℃时的拉仲模最值来判定。因此我们探讨了在硅酮结构密封胶国家标准中规定的浸水条件和浸水光IR条件下,60%拉仲模量、拉仲粘结强度和伸长率之间有没有相关性,可否用来进行老化性能的评定。计算不同试验条件下3个拉仲粘结性能指标的老化速率(老化速率是指某指标经历一段老化时间后性能的降低率),计算结果见表3。

  由表3可以看出:

  (1)浸水7 d(168 h)的老化速率在10~10数量级。浸水光照300 h的老化速率均在1护数量级,远大于浸水,说明协同作用对硅酮结构密封胶的老化加速性大。

  (2)不同老化条件对断裂仲长率的老化加速性大于对拉伸强度的影响。

  2.7 3个指标间的相关关系讨论

  选择将表3中所列原始试验数据按浸水后和浸水光照后2个试验条件为座标轴统一进行数据处理的方法。按数值大小排队作图进行回归,如图6所示。

  图6共有19个试验点(已删去其中1个明显离群的点),相关系数为0.791,与及格标准相比,即置信度为M标志有99%的概率)也只要求0.575,因此可判定3个指标之间的相关关系是肯定能够成立的。因而在此2种老化条件下3个指标均可用来表征其耐久性。

 

  3.结论

  根据上述试验结果,若按修订后的GB 16776目对产品性能进行综合判定,仅有4'样品和1.样品(位移性能未列入标准)符合要求。从表2可以看出,他们的硬度均在50以下,具备较高的强度和适当的仲长率。

  由此可得出如下结论:

  (1)硅酮结构密封胶拉仲粘结性应力一应变曲线呈现出符合二次多项式函数关系。

  (2)水促使硅酮结构密封胶水解反应的发生而使拉仲粘结强度下降。

  (3)光一热一水的协同作用比单一水因素对性能指标的老化速率大。

  (4)不同条件下老化机理的复杂性造成拉仲粘结性各指标间无直接对应关系,尤其是仲长率,需考虑多方面的因素。

  (5)硬度和60%模量之间有良好的对应关系,更重要的是,硬度、拉仲粘结强度和仲长率之间的协调不仅可得到良好的位移性能,且其多项指标也易满足国家标准的技术要求。

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