ZnOw对硅酮结构密封胶力学性能的影响①
2012-09-27魏宇宏
魏宇宏
(宁波市宁乐建筑工程检测有限公司,浙江 宁波 3150420)
0 引言
随着硅酮结构密封胶在建筑幕墙中使用的逐渐广泛,影响相应建筑功能和安全的问题逐渐显现,因此加强对硅酮密封胶力学性能的研究尤为重要.四针状氧化锌晶须(ZnOw)具有非常少的位错,接近一个理想晶体,加入到金属、树脂、陶瓷等基体材料中形成复合材料后,其立体的晶型结构分散在基体中起骨架作用,各向同性地加强基体材料的机械性能[1-6].本文将自制的四针状氧化锌晶须(ZnOw)加入到硅酮结构密封胶中,提高其力学性能高,进而解决了建筑功能和安全方面存在的问题.
1 试验材料及方法
1.1 试样的制备
将实验原料DGM-6018硅酮结构密封胶在(23±2)℃下预先放置24h,将含量为0%,0.1%,0.3%,0.5%,0.7%的 ZnOw加入到硅酮结构密封胶中,经过均匀混合后,按照 GB16776-2005和GB/T13477.8-2002的制作要求,将混合料分别挤注在事先准备好粘结性能模具(空腔大小为50mm×12mm×12mm)和邵氏硬度模具中(空腔大小为130mm×40mm×6.5mm),每组做5个粘结强度试件,做一个邵氏硬度试件,再温度为(23±2)℃,湿度为(50±5)%标准条件下,粘结性能试件养护28d,邵氏硬度试件养护21d.然后分别测试拉伸粘结强度、伸长率、邵氏硬度等性能.
1.2 性能测试
将养护好的试件用LX-A型邵氏橡胶硬度计做邵氏硬度分析.每个试件测量五点,取其中位数.用WDT-10型微机控制电子万能试验机对拉伸粘结强度、粘结破坏面积和伸长率进行测试,加荷速度为(5-6)mm/min.采用透过印制有1mm×1mm网格线的透明膜片,测量粘结破坏面积较大的面占有的网格数.精确到1格,粘结破坏面积以粘结破坏格数占总格数的百分比表示.
图1 ZnOw含量与邵氏硬度关系曲线
2 试验结果及分析
2.1 ZnOw对硅酮结构密封胶邵氏硬度的影响
对样品进行了邵氏硬度测量,(结果见表1)取每一组数据中位数和ZnOw含量作图如图1.从图1可以看出,随着ZnOw含量的增加,邵氏硬度逐渐增加,当 ZnOw含量为0.5%时,硬度最高54,当ZnOw含量继续增加时,硬度反而下降.这主要时由于随着ZnOw含量的增加,ZnOw在基体中的骨架作用逐渐增强,但是当含量超过临界体积含量后,硅酮结构密封胶和ZnOw不能混合均匀,达到饱和状态,硬化过程中浮于表面,反而使硬度降低.
表1 ZnOw-硅酮结果密封胶力邵氏硬度
2.2 ZnOw对硅酮结构密封胶拉伸粘结性能的影响
对标准养护的试件进行拉伸性能测试,取每组五个试件的平均值如下:
表2 ZnOw-硅酮结构密封胶力学性能
图2 不同样品的伸长率变化图
图3 不同样品化拉伸粘结强度
图2和图3分别是延伸率和拉伸强度与ZnOw含量关系.从图2、图3可以看到随着氧化锌晶须含量增加,样品粘结强度逐渐增加,当ZnOw含量为0.5%时,拉伸粘结强度和伸长率都最高,分别为1.04 MPa和192%,但是当ZnOw含量继续增加时,由于在晶须和硅酮结构胶基体的界面处出现较多的气泡,在拉伸过程中气泡破灭,强度降低.
图4 不同含量ZnOw在硅酮结构密封胶中的分布
图4为不同含量ZnOw分布的硅酮密封胶的扫描电镜图片.图4中(a)~(d)的试样SEM照片中可以看出,当ZnOw含量为0.5%时,能够在基体中充分分散,形成立体网状的骨架结构,极大的提高了基体的力学性能.
3 结论
1)当ZnOw含量为0.5wt%时,样品的邵氏硬度最高为54.2)随ZnOw含量的增加,样品的拉伸粘结强度和伸长率先增大后减小,当ZnOw含量为0.5wt%时,样品的拉伸粘结强度和伸长率都达到最大值,分别为1.04 MPa和192%.3)当ZnOw含量为0.7wt%时,粘结破坏面积最大为3%.
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