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建筑密封材料的老化试验与耐久性研究

作　者: 丁苏华
导　师: 刘大壮
学　校: 郑州大学
专　业: 高分子化工
关键词: 密封胶耐久性老化加速老化老化机理热分析曲线回归相关性老化速率变异系数
分类号: TU578
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

建筑密封材料主要是指镶嵌于各类建筑接缝、玻璃、门窗四周，起水密、气密作用，具有节能、防水等功能的建筑材料，包括密封胶、嵌缝膏和预制密封制品等诸多产品，是新型建筑材料的一个分支领域。密封胶在自然气候环境中，受到各种大气因素如光、热、氧、雨水、灰尘等的综合作用，以及工业大气污染物的作用，便会发生老化破坏，最终失去使用价值。现代建筑对建筑密封材料的耐久性提出了很高要求，因此，本课题的中心选定为“建筑密封材料的耐久性和及其老化性能的研究”。通常的研究方法是进行自然气候曝露试验(又称户外耐候试验)，使其经受日光、温度、氧等气候因素的综合作用，通过测定其性能的变化来评价材料的耐候性。为了加快其老化作用，还要进行室内模拟试验，一方面研究其老化机理，一方面进行自然老化条件的人工模拟。本文的研究方法是选定常用的五大类建筑密封材料，同时进行自然老化试验和室内加速老化研究。实验分两个阶段进行，第一阶段的实验条件比较温和，采用较低温度的热老化和氙灯老化试验条件，老化时间2000小时，两种试验试件同时进行。第二阶段的试验则将老化时间延长到5000小时，热老化温度提高到80℃，并采用短波长紫外线辐照。本文虽然以第二阶段老化试验结果为主讨论密封材料的老化机理，但作为对比，也对第一次老化的数据进行了进一步处理。本文的重点是提出对不同密封材料从横向进行优劣比较的方法。首先提出了变异系数法，和原常用的老化系数相比，考虑了不同老化时间下材料性能的波动变化，得到了与实际使用相一致的结果。继而又对老化后力学性能随老化时间的变化规律作了总结。发现曲线中存在着一个极大点。在极大点以前，材料以交联或融合为主，力学性能指标逐渐上升，在极大点以后，材料以降解为主，力学性能指标下降。用极大点作为材料耐老化的比较标准，不仅得到了与实际相符的结果，对过程的认识也比变异系数深入了一步。本文实验证明，不同材料对热和光引起老化的敏感性是不同的。有些对热更敏感，有些对光更敏感。文中进行了比较和讨论。随后，又用微观的结构分析方法给予了证明。最后，文章对人工老化和自然老化结果进行了对比。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-7
目录  7-10
引言  10-12
第一章绪论  12-27
  1.1 密封材料的概念  12
  1.2 国外密封材料发展概况  12-13
  1.3 我国建筑密封材料生产应用发展现状  13-18
  1.4 研究方法  18-21
  1.5 位移能力试验  21-23
  1.6 老化试验后取测性能  23-24
  1.7 本文的题目选定和章节安排  24-27
第二章文献综述  27-37
  2.1 力学性能研究方法  27-34
  2.2 仪器分析方法  34-35
  2.3 ASTM 标准试验方法  35
  2.4 研究趋势  35-36
  2.5 本章小结  36-37
第三章密封材料国家标准的测定结果  37-47
  3.1 热水循环对弹性恢复率的影响  37-38
  3.2 冷却拉伸─加热压缩后的粘结性  38-39
  3.3 不同温度浸水后拉伸压缩循环后粘结性能  39-40
  3.4 压缩状态下经受热和紫外线老化后的粘结性能  40-41
  3.5 人工老化后的粘结性能  41-43
  3.6 耐久性评价指标间的相关性  43-46
  3.7 本章小结  46-47
第四章老化试验方案和试验数据  47-56
  4.1 首次老化试验方案  47-49
  4.2 二次老化试验方案  49-51
  4.3 二次试验测定结果  51-54
  4.4 结构分析测试方法  54-56
第五章密封材料耐久性的影响因素  56-65
  5.1 影响密封材料耐久性的内部因素  56-59
  5.2 影响密封材料耐久性的外因─环境因素  59-62
  5.3 影响密封材料耐久性的外因─机械应力  62-64
  5.4 本章小结  64-65
第六章建筑密封胶耐久性的评价  65-75
  6.1 老化速率法  65-69
  6.2 老化系数法  69
  6.3 变异系数法  69-72
  6.4 三种处理方法的比较  72
  6.5 二次老化试验数据处理  72-74
  6.6 小结  74-75
第七章使用过程中的极大点  75-97
  7.1 丙烯酸酯密封胶  75-80
  7.2 硅酮密封胶  80-83
  7.3 聚氨酯密封胶  83-89
  7.4 聚硫密封胶  89-91
  7.5 聚氯乙烯建筑防水接缝材料  91-95
  7.6 利用极大点评价密封胶的相对耐久性  95-96
  7.7 本章小结  96-97
第八章老化条件的敏感性  97-101
  8.1 外观变化的时间  97
  8.2 力学性能变化曲线  97-98
  8.3 变异系数对比  98-99
  8.4 相同老化时间的老化速率对比  99
  8.5 极值时间对比  99-100
  8.6 本章小结  100-101
第九章老化过程中的结构变化分析  101-115
  9.1 热重分析法(TG)与热功率补偿法(DSC)  101-106
  9.2 热机械分析法(DMA)  106-111
  9.3 体积溶胀法  111-114
  9.4 红外光谱法  114
  9.5 本章小结  114-115
第十章老化试验方法间的相关性及使用寿命估算  115-120
  10.1 不同老化试验方法的相关性  115-116
  10.2 利用人工气候老化相比自然老化的加速率法估算材料使用寿命  116-118
  10.3 热氧老化法  118
  10.4 提高耐久性的途径  118-119
  10.5 本章小结  119-120
第十一章结论与下步工作打算  120-122
  11.1 主要结论  120
  11.2 下步工作打算  120-122
附录  122-131
中外文参考文献  131-140
攻读博士学位期间发表的论文  140-141
致谢  141

建筑密封材料的老化试验与耐久性研究

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