涂层织物类建筑膜材料的设计强度研究
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玻璃纤维 -PTFE建筑膜结构材料工艺分析摘要:建筑膜结构材料是当下建筑行业常用的五种建筑材料之一,也是最新型的材料。
建筑膜结构材料在实际应用后的寿命较长,且具有多种性能优势。
本文主要是分析了玻璃纤维-PTFE建筑膜结构材料的特征及其制备工艺。
关键词:建筑膜结构材料;PTFE;玻璃纤维引言:当前的建筑领域兴起的一种新型建筑为膜结构建筑,这种建筑形式的建设成本较低、安装较快,且具有防火防燃的优点,其膜结构材料的基层纤维一般为玻璃纤维或是聚酯纤维,本文主要研究了玻璃纤维为基层,PTFE为涂层的膜结构材料。
1.玻璃纤维-PTFE建筑膜结构材料的概述玻璃纤维-PTFE建筑膜结构材料是一种永久性的膜材,其特点是安全性能较好、具有透光性、造型轻巧,抗辐射,以及使用寿命较长等,在当前的许多建筑物中被运用。
这种结构材料既包含了玻璃纤维的优点,也包含了PTFE树脂材料的优点,比方说玻璃纤维本身具有着耐高温、化学性能较好、伸长度较小以及拉伸强度较高的特征,而这些性能刚好能够弥补PTFE树脂材料本身不足的性能,PTFE树脂具有着耐腐蚀性较好、电绝缘性较好以及抗老化性较强等特征,其与玻璃纤维的结合,主要是作为其基布的涂层材料,结合后构成的膜材实际建筑使用的价值颇高,可分为内膜用及外膜用,其作为内膜用时能够作为建筑的吸声及隔声材质,而作为外膜用时则主要是用于顶蓬、屋顶以及装饰结构当中,两者在作用上有着明显不同[1]。
2.玻璃纤维-PTFE建筑膜结构材料的工艺分析2.1对玻璃纤维进行纱线热处理玻璃纤维的特征是在高尺寸状态下十分稳定、强度较高、耐腐蚀性强、绝缘性较强以及耐高温,其属于人工制造的一种无机纤维材料,常常运用到工业领域当中,但这种材质同样也有着一些缺点,比方说其耐磨性不强、表面的光洁活性也较差,且容易折,因而针对于这些缺点,玻璃纤维还需要采用特殊的加工处理手段来提升性能。
传统的加工处理通常是在玻璃纤维材质的表面涂抹上一定的浸润剂,通常为纺织型浸润剂,但这种浸润剂材料当中存在着许多的影响玻璃纤维质量,以及其与树脂之间粘结性的物质,实际进行树脂粘结的过程中都需要对玻璃纤维表面的浸润剂清理,这样才能够保证粘结效果达标,一般是纱线热处理法来进行清除,其处理的简要原理就是指对玻璃纤维表面进行加热,当其温度达到某项值时,其表面的浸润剂就会高温挥发,然后再采用燃烧炭化的方式完全清除,而热处理法也分为两种类型,一种是低温热处理,另一种则是高温热处理,其中低温热处理的实际温度为300到450摄氏度,而高温热处理的实际温度则为500-650摄氏度,实际进行处理的时间越长,其清除的效果就会越好,但需要注意的是玻璃纤维的强度也会出现下降。
膜结构的应用和施工本文简要介绍膜材料的主要类型、膜结构设计基本原理、膜结构的施工工艺,并探讨防火设施和膜结构配套使用之间的关系,以达到既能采用新颖建筑材料,又能满足防火工作要求,顺利通过消防验收的双赢目的。
1. 前言史前的人类用帐篷和伞来挡风遮雨,一般采用皮革或自然编织物制造,帐篷是人类历史上最早出现的膜结构建筑,帐篷和伞一样都反映着膜结构最原始的特点——即预加张力的薄层。
“膜”(Membrane)这个词最早源于拉丁文,其含义是“轻且有张力”。
20世纪50年代以来,随着高分子科学的发展,膜材的性能有很大的提高。
带高分子覆盖的织物与塑料在膜结构领域的应用已有30多年的历史。
美国拉文丁大学校园中心于1973年成为世界上首次使用PTFE膜材的膜结构工程。
如今,膜结构在国外早已得到广泛应用;在国内正在被人们逐步接受并用于体育场馆、会展场馆等建筑中。
2. 膜材料膜材的选用与膜在建筑结构中的安装的位置和所起作用有关。
现代膜结构使用的工程膜材主要有两种类型:一是以聚脂纤维织物结构为基材,五层复合聚氯乙烯树脂类材料制成的工程膜材(PVC);二是以玻璃纤维为基材,面层复合四氟聚脂类材料而成的永久性建筑膜材(PTFE)。
2.1 几种常见的膜材。
(1) PVC复合材料织物这种膜可抵抗恶劣气候,并有紫外线隔离能力。
用这种膜材制成的膜结构容易安装,且表面光滑又容易清洁。
PVC类膜在防火类别是阻燃的,其透光率一般可达20%,平均使用寿命大约5--20年。
(2) PTFE覆层式玻璃纤维织物这种属于较高级的膜材,用于永久性的建筑结构中。
该膜材张力极高,可抵抗紫外线,防火类别为阻燃,光滑的表面有着较高的反射率和自洁率,由于受到膜材厚度的限制,其透光率一般在12%左右。
平均使用寿命大于30年。
(3) PVC类织物匀质的PVC类织物可用于半透明或透明的内结构。
该膜材有较强的散射能力,适用于背光的天花板以及投影屏幕,其透光率与PVC本身的性质有关:半透明的PVC,透光率为70%;透明的的PVC,透光率可达96%。
纳米涂层在防水材料中的应用研究在现代建筑和工程领域,防水处理一直是至关重要的环节。
随着科技的不断进步,纳米涂层作为一种新型的防水材料,正逐渐引起人们的广泛关注和研究。
纳米涂层具有独特的性能和优势,为防水材料的发展带来了新的机遇和挑战。
一、纳米涂层的基本概念和特点纳米涂层是指通过特定的工艺将纳米级的材料涂覆在物体表面形成的一层薄膜。
纳米材料通常具有极小的粒径,其尺寸在 1 到 100 纳米之间。
由于其特殊的尺寸效应和表面效应,纳米涂层展现出了许多优异的性能。
首先,纳米涂层具有极高的表面能,这使得其表面具有良好的亲水性或疏水性,能够有效地阻止水分的渗透。
其次,纳米涂层具有出色的耐磨性和耐腐蚀性,能够延长材料的使用寿命。
此外,纳米涂层还具有良好的光学性能、电学性能和热学性能,能够满足不同应用场景的需求。
二、纳米涂层在防水材料中的应用形式1、纳米防水涂料纳米防水涂料是将纳米颗粒分散在涂料中制成的。
这些纳米颗粒能够填充涂料中的微小孔隙,形成更加致密的防水层。
同时,纳米颗粒的表面特性能够使涂料与基材之间的附着力增强,提高防水效果。
2、纳米防水薄膜通过真空镀膜、溅射等技术,可以在基材表面直接沉积一层纳米级的薄膜。
这种薄膜具有均匀、致密的结构,能够有效地阻挡水分的侵入。
3、纳米复合防水材料将纳米材料与传统的防水材料进行复合,如与聚合物、沥青等结合,可以显著改善传统材料的防水性能。
三、纳米涂层在防水材料中的作用机制1、填充孔隙纳米颗粒能够填充防水材料中的微小孔隙和裂缝,减少水分渗透的通道。
2、形成疏水表面纳米涂层的表面可以经过处理形成疏水层,使水分难以附着和渗透。
3、增强界面结合力纳米材料能够增强防水材料与基材之间的界面结合力,防止防水层的脱落和剥离。
四、纳米涂层防水材料的性能优势1、卓越的防水性能能够有效阻止水分的渗透,即使在高压和长期浸泡的条件下,仍能保持良好的防水效果。
2、良好的耐久性由于其出色的耐磨性和耐腐蚀性,纳米涂层防水材料的使用寿命较长。
PTFE膜材力学性能及抗力不定性分析张营营;张其林;宋晓光【摘要】对PTFE膜材的基本力学性能进行了试验研究,分析了膜材的拉伸破坏机理;进行了膜材的抗力不定性分析,研究了循环拉伸、温度、损伤、接缝连接、人工加速老化等对PTFE膜材拉伸性能的影响规律.结果表明:膜材的经向断裂延伸率小于纬向断裂延伸率,经向抗拉强度略大于纬向抗拉强度;随着温度的升高,膜材拉伸强度逐渐减小;不同温度下搭接膜材接缝拉伸强度能够达到母材拉伸强度的90%以上;损伤膜材的拉伸强度有明显的折减,折减程度同取样位置、折叠次数有直接关系;循环应力幅较大时,经循环拉伸后的膜材拉伸曲线更接近线性;人工加速老化使膜材的拉伸强度有一定程度的折减,但并不明显.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2014(017)004【总页数】8页(P726-733)【关键词】PTFE(聚四氟乙烯)膜材;破坏机理;抗力不定性;损伤【作者】张营营;张其林;宋晓光【作者单位】中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室,江苏徐州221116;同济大学土木工程学院,上海200092;山东省建筑科学研究院,山东济南250031【正文语种】中文【中图分类】TU502+.6由于对膜结构抗力及荷载作用影响缺乏足够认识,现行各国膜结构设计规程(如中国CECS158:2004《膜结构技术设计规程》等)大多采用了基于经验的容许应力设计法,而没有采用基于结构可靠度的膜结构概率极限状态设计法,这使得膜结构设计和施工中容易出现较大偏差.建立基于结构可靠度的膜结构概率极限状态设计法,需要对影响膜结构抗力的各种不确定因素进行详细的统计分析,得出相应的影响规律,然后通过膜结构抗力与各种不确定因素的函数关系,推求出膜结构抗力的统计特征参数[1].影响膜结构抗力的不确定因素很多,一般可以归纳为三类:膜材力学性能的不定性、构件几何参数的不定性和结构计算模式的不定性.当然这三者之间是相互关联、相互影响的,但其中膜材力学性能的不定性影响最重要、最复杂,是进行膜结构可靠度研究、实现膜结构概率极限状态设计的关键所在[2].作为高分子复合材料,膜材力学性能受制作工艺、使用环境影响明显.为了考虑双轴折减、材料老化及施工过程中局部损坏等诸多因素对膜材力学性能的影响,在膜结构设计时往往采用较大的安全系数,但这样容易导致安全储备过大,造成浪费.因此,有必要深入把握膜材力学性能,进行膜材抗力不定性分析,为膜结构可靠度分析奠定基础.目前国内外应用的建筑膜材主要包括热塑化合物类膜材和涂层织物类膜材两大类,其中热塑化合物类膜材主要为ETFE 膜材(乙烯-四氟乙烯共聚物),而涂层织物类膜材主要有PTFE 膜材(外涂聚四氟乙烯的玻璃纤维类膜材)和PVC 膜材(外涂聚氯乙烯的聚酯纤维类膜材)两类.热塑化合物类膜材属近各向同性材料,性能相对比较明确[3],而涂层织物类膜材属各向异性材料,其力学性能受加载大小、加载比例及加载次序等因素影响明显,比较复杂.目前对涂层织物类膜材的研究主要集中在常温荷载状态下膜材力学性能及力学参数的研究[4],而对于环境方面的影响则研究较少[5-6].作为一种高分子复合材料,膜材在使用过程中会受到光、热、风、雨、雪、大气污染物等多种环境因素的影响,造成材料发生力学性能的衰变.另外,膜材作为建筑结构的一部分,大都暴露在空气中,其不可避免地要受到风荷载的循环作用.在风荷载的循环作用下膜材必然会产生残余变形,减小原有的预张力,这对膜结构的长期使用性能、使用寿命等造成很大影响.因此环境作用对膜材力学性能的影响成为膜结构设计和分析时必须考虑的问题.本文测试了2种常见PTFE 膜材(圣戈班公司SHEERFILL-Ⅱ膜材和中兴化成公司(日本)FGT-800膜材)的基本力学性能,进行了膜材的抗力不定性分析,研究了循环拉伸、温度、损伤、接缝连接、人工加速老化等对PTFE 膜材拉伸性能的影响规律,从而为膜结构可靠度研究提供参考依据.1 试验概况1.1 拉伸试验拉伸试验(单轴拉伸试验和循环拉伸试验)采用长条形试件,试件的有效宽度应为(50.0±0.5)mm,有效长度应为(1 000±1)mm,应变测距应为(200±1)mm,如图1所示.试样的裁剪应尽可能沿着膜材相邻2组纤维纱线的中间位置进行,保证试样长度方向边缘与相应方向的纤维纱线平行,并使试样两侧边不能有纤维纱线的散失.拉伸试验在配有高低温度箱的微机控制电子万能(拉伸)试验机中进行,拉伸速率取100mm/min[7].进行拉伸试验时,先用缠绕夹具把试件固定在高低温度箱内,然后将高低温度箱温度调到预定的温度(-20,0,10,23,40,50,60,70℃),恒温1h后进行拉伸试验,记录膜材拉伸曲线.图1 拉伸试件尺寸Fig.1 Size(mm)of tensile specimen由于荷载作用下PTFE 膜材的最小应力可能为3kN·m-1,并且PTFE 膜结构常用预应力为4kN·m-1,膜材常用设计拉伸强度为20kN·m-1,两者平均值为12kN·m-1,因此循环拉伸试验所采用的应力幅分别为3~12kN·m-1,4~12kN·m-1,3~20kN·m-1,4~20kN·m-1.1.2 撕裂试验撕裂试件尺寸如图2所示.进行撕裂试验时,先在试件上标记出等腰梯形,然后在等腰梯形上面短边中央处垂直切出切口,切口长度为(25.0±0.5)mm.沿梯形两腰线夹住试件,并保持等腰梯形上面短边张紧,然后撕裂试件.在撕裂过程中试件会沿着切口裂开并逐渐扩展直至全部被撕断.记录撕裂过程中膜材的荷载-位移曲线.图2 撕裂试件尺寸Fig.2 Size(mm)of tear specimen1.3 损伤试验PTFE膜材由玻璃纤维编织而成,而玻璃纤维比较脆,抗弯折性能比较差,因此需要根据生产、运输、施工过程中可能出现的最不利损伤情况,对膜材进行损伤试验.本文以某实际工程为背景,通过控制试样折叠位置和折叠次数来模拟试样损伤,然后分析试样损伤对膜材拉伸强度的影响.具体试验步骤:(1)按照实际结构膜面区域做一个1/3缩尺模型,中间圆拱取4跨,然后选取典型膜面区域(见图3(a)).(2)将现场使用的PTFE膜材制成样片(见图3(b))并粘贴到缩尺模型上的典型膜面区域。
d o i :10.3963/j.i s s n .1674-6066.2022.04.023贴膜建材玻璃颜色与光学性能检测的研究梁晓蕾(中国建材检验认证集团秦皇岛有限公司,秦皇岛066004)摘 要: 玻璃贴膜的光学性能始终是人们关注的问题,尽管是测试贴膜玻璃,而考核的关键是膜的性能㊂通过对玻璃贴膜颜色与光学性能进行检测,研究其性能的变化状况,以便更好的推广应用新型低辐射隔热膜㊂测试采用模拟方法,对贴膜进行模拟太阳光辐射加速老化的试验,对其试验前后的性能变化进行比较㊂在遴选的10个生产厂家的样品中,只有少数试样的颜色没有出现明显变化,但多数试样在增加试验时间后,出现了明显的颜色变化,降低阻隔紫外线的能力㊂实验得出在不断增加试验时间状况下,光学性能下降的结论㊂关键词: 贴膜玻璃; 颜色; 光学性能; 检测方法S t u d y o nC o l o r a n dO p t i c a l P r o p e r t y Te s t of F i l m e d B u i l d i ng Ma t e r i a lG l a s s L I A N GX i a o -l e i(C h i n aB u i l d i n g M a t e r i a lT e s t&C e r t i f i c a t i o nG r o u p Q i n h u a n g d a oC o ,L t d ,Q i n h u a n gd a o 066004,C h i n a )A b s t r a c t : F o r a l o n g t i me ,t h e o p t i c a l p e rf o r m a n c e o fg l a s s f i l mh a s a l w a y s b e e n a c o n c e r n o f p e o pl e .W h e n i t c o m e s t o t h e t e s t ,t h e f i l m e d g l a s s i s t h e s u b j e c t .H o w e v e r ,t h e p r o p e r t i e s o f f i l mi s t h e k e y o f t e s t .T h e t e s t o f c o l o r a n do p t i -c a l p r o p e r t i e s o f t h e g l a s s f i l m w i t h t h e s t u d y o n t h e c h a n g e o f t h e p r o p e r t i e s i s t o b e t t e r p r o m o t e t h e a p p l i c a t i o n o f t h e n e wl o wr a d i a t i o n i n s u l a t i o n f i l m.I n t h e t e s t ,t h e s i m u l a t i o nm e t h o d i s a d o p t e d t o c a r r y o u t t h e a c c e l e r a t e d a g i n gt e s t o f t h e f i l mb y s i m u l a t i n g t h e l i g h t s o u r c er a d i a t i o no f s u n l i g h t ,a n dc o m p a r et h e p r o p e r t y c h a n g e sb e f o r ea n da f t e r t h e t e s t .A m o n g t h e s a m p l e s f r o m10m a n u f a c t u r e r s s e l e c t e d ,o n l y a f e wh a v en oo b v i o u s c o l o r c h a n g e ,b u tm o s t d oa s t h e t e s t t i m e i n c r e a s e s ,w h i c h r e d u c e s t h e a b i l i t y t o b l o c ku l t r a v i o l e t r a y s .I t i s c o n c l u d e d t h a t t h e o p t i c a l p r o p e r t i e s d e c r e a s e w i t h t h e i n c r e a s e o f t e s t t i m e .K e y wo r d s : f i l m e d g l a s s ; c o l o r ; o p t i c a l p r o p e r t i e s ; t e s tm e t h o d 收稿日期:2022-05-26.作者简介:梁晓蕾(1990-),工程师.E -m a i l :l i a n gx i a o l e i 111@163.c o m 在改造平板玻璃性能中贴膜玻璃是关键的一种形式,贴膜玻璃具有施工简便㊁可靠的经济等特点㊂相较于镀膜玻璃,贴膜玻璃因施工速度快㊁使用更方便而得到迅速推广,有着更广的应用范围㊂1 建筑玻璃贴膜概述1.1 建筑玻璃贴膜简介建筑玻璃贴膜随着制造工艺㊁技术的发展,极大地改变了膜的结构与材料,促使膜的保温性能也大幅增强,相应产生各类型品种的贴膜㊂随着贴膜技术的发展,贴膜的各项性能日益突出,大量应用于建筑工程中,将窗户的遮阳㊁安全㊁保温隔热问题有效解决㊂P E T 基材的隔热贴膜有很广的适用范围,各种场所不同建筑㊁翻新旧楼㊁新建楼宇均能使用㊂建筑贴膜能够阻止高达99%的有害紫外线,保护室内家私,减少疾病发病率,阻隔82%的入室太阳热,耐受超过500ħ高温能够有效避免引起火灾,从而防止伤害人体㊂正是由于贴膜玻璃具有安全防爆㊁抗紫外线的特性,其应用于博物馆中能够延长馆内藏书㊁工艺㊁文物㊁史料等资源的使用寿命㊂88建材世界 2022年 第43卷 第4期建材世界2022年第43卷第4期1.2建筑玻璃贴膜的作用建筑节能的关键环节在墙体开口部位,让该部位热能损失降低就能达到节能的目的㊂相较于以往的房屋建筑,现代建筑采用了更多玻璃,但大面积使用玻璃必然会产生热增强,导致加大空调的使用,增加了制热㊁制冷的费用,从而产生了高能耗,而建筑贴膜增加室内舒适度,同时降低辐射率㊂控制膜应用在平板玻璃内表面至少减少30%的热损耗,降低制冷电能消耗[1]㊂此外,建筑防爆膜具有抗地震㊁飓风的作用,防爆膜能够将平板玻璃的强度提高到400%,有效防止罪犯破窗入室,起到保护财物㊁人身安全的作用㊂2建筑玻璃贴膜光学指标检测概述2.1建筑贴膜光学指标由于贴膜基本上是塑料制品,故对建筑玻璃贴膜进行颜色㊁抗老化性能检测,通常将贴膜划为塑料薄膜制品范围㊂众所周知塑料制品经过长期使用都会出现褪色㊁老化现象,尤其是建筑玻璃直接长期接受日光的照射,膜材使用久了性能会随着使用时间的延长而产生变化㊂颜色㊁抗老化性能㊁雾度㊁透光率㊁清晰度等技术指标是衡量玻璃贴膜质量的标准㊂在自然环境条件下光㊁热㊁温度变化对玻璃贴膜形成的影响其经受住与否,具备足够的使用寿命与否,是关键的参考指标㊂对颜色的检测,主要是看颜色的均匀性㊂柔韧性㊁清晰度㊁透光率这三个指标是测试的关键,如果建筑贴膜材质过软,韧性低,这种贴膜的耐晒性就不强,褪色的现象很容易发生,也容易老化,而材质过硬的建筑贴膜韧性极强,有良好的清晰度㊂贴膜的颜色越是均匀稳定,隔热效果越好,使用寿命越长,经久耐用㊂贴膜颜色的均匀性不仅仅只是影响建筑外观,颜色均匀优质的膜更能够过滤红外线,这也是评估建筑贴膜的一项关键技术指标㊂2.2建筑贴膜结构检测概述由于建筑膜的表面与自然环境直接接触,其结构材料直接受大气污染物㊁温度㊁阳光的影响,除此之外,膜材料自身性质不稳定也极易促使建筑贴膜结构老化,使玻璃贴膜抗老化性能下降㊂只有将建筑膜材老化问题有效缓解,膜结构光学性能抗老化能力才能得到增强,使膜结构的使用寿命增长㊂基于课题研究论文采用模拟测试方法对建筑膜抗老化进行试验㊁评估,该方法是借助实验设备人为模仿各种破坏因子,设置不同参数促使试样老化加速㊂尽管该试验方法不受气候影响,相较于现实中使用环境,由机器所形成的老化环境与之存在一定差异性,故在老化结果中必须添加安全系数㊂其差异性主要由光源形成,不同的光源加倍速率有很大的差别,诸如荧光紫外灯的加倍速率就要比氙灯优,氙灯能够在多种条件下模拟自然光㊂在模拟试验中碳弧灯也是常用的一种光源,封闭式碳弧灯可以提供无氧环境㊂3老化作用对建筑膜材料性能的影响目前建筑膜材有两大类:热塑化合物类㊁涂层织物类,这里只阐述涂层织物类膜材㊂3.1基本理论在建筑膜材中正是有了涂层才使建筑能够抵御来自阳光㊁大气污染㊁恶劣天气等的浸染㊂通常交联涂层技术在高分子涂层中应用的较多,由于高分子涂层不可避免地会出现聚合物降解这一无法逆转的化学现象,使得膜材内部结构发生变化,其中的塑化剂逐渐转移到膜材表面,慢慢地膜面特性失去稳定性,当污渍浸染膜面达到一定程度后,膜材的弹性模量快速下降,拉伸性能降低,造成其老化㊂此外聚合物涂层所具有的不稳定性之属性是使材料老化的关键性因素,内外两种因素相互作用,在其共同影响下使材料加速老化[2]㊂膜材表面发生变化,通过视觉可以观察到,主要从膜材颜色的形态上㊁外观上进行判断,其老化后表面软化且有细小的裂纹㊂虽然市场上膜材的颜色有多种,但在其内部统一了颜色,全部为白色,所以也可以观察其内部结构看出现色变与否,观察膜面经过持续应力后,其内部皱起破裂与否㊂3.2膜材老化分析就涂层本身来说,其内外部的老化程度有所不同,相较于其内部的裂纹㊁污渍,外部要更多㊁更严重,两者之所以有如此大的差异性在于处理涂层内外部时采用的是具有自洁能力的P V D F膜材㊂这种材料分不可焊接和可以焊接,涂层内部用的是前者,外部用的是后者,加之外部膜面暴露于自然环境中,其老化程度自然要比内部严重得多㊂从膜材涂层内外部老化的速率上来看,由于膜材用于建筑外围结构的防护,建筑所处的地理条件㊁周边环境,降雨量,这些影响因素也提升了外部涂层老化的速率,使之老化速率远比内部要高㊂尽98管足够的降雨量可以清洁外部膜面污渍,但对建筑膜材产生美观上的影响,过多的雨水冲击外部膜面会形成更多的裂纹,加速膜材老化㊂可见湿度㊁气温对建筑膜材的老化有着直接关系,在我国南方年均湿度相对达到近81%,气度20ħ左右,而在北方年均湿度相对达到近68%,气温17ħ左右,南方湿度高于北方13个百分点,湿热的环境对微生物的生存非常有利,这也促使膜材老化加速进程,表明建筑膜材的老化与地理环境㊁气候条件㊁膜材周边环境有关[3]㊂3.3 老化作用对膜材颜色的影响建筑膜材颜色主要受紫外线辐射的影响,随着使用时间的推移,增加了其辐照时长,逐渐出现膜材表面发黄现象,失去色泽,但辐照时长达到一定程度后,颜色的明亮度变化几乎趋于稳定状态㊂通常对建筑膜材料颜色的判断采用目测法来观察其表面色度变化状况,但目测法的局限性很大,容易出现较大误差,而在实验室进行的颜色量化测试误差非常小在允许范围㊂采用不同光源进行色度测试,影响膜材表面色度差别并不大,在加长光照时间后明亮度慢慢减弱㊂膜材表面涂层经历长时间的模拟加速老化使得其分子链断裂,破坏了涂层分子结构,使膜材失去光泽,在破坏 黏着 破坏的循环中,膜材表面最终遭到破坏㊂一般模拟加速老化试验所用时间很短,膜材表面颜色出现变化幅度不大,色度变化不明显,只出现略微发黄的问题[4]㊂进行室外膜材老化试验同样出现变色㊁裂缝㊁粉化㊁粗糙等老化特征,这也说明膜材老化使自身受到的摩擦力增大,在摩擦力影响下膜材表面黏附的灰尘不易滑动,使膜材发黄发黑,原有的光泽退去,所以可以通过色度来区分膜材的稳定性㊂4 玻璃贴膜光学性能检测方法分析4.1 测试方法在国家颁布的‘建筑玻璃用功能膜“(G B /T 29061―2012)标准中,对相关老化性能指标的规定要求,标准规定抗老化性能试验在材料稳定性不被破坏的前提下进行,增强辐照强度,而且试验周期较长㊂基于课题研究的贴膜是塑料制品,这种膜材的功能多,故试验采用美国‘非金属材料氙灯老化设备操作标准规程“(A S T MG I 55-05a)标准,用模拟加速老化的方式对试样进行检测,对膜本身性能分析其变化状况㊂选取50mmˑ60mm 的试样,将其粘贴在开有25mm 直径的圆孔不锈钢板上,圆孔区域为测试区域,试验条件以标准A S T MG 155-05a 里的暴晒条件4作为标准,光源选取氙弧灯㊂4.2 结果与分析4.2.1 可见光的透射比与反射比变化衡量玻璃采光性能最关键的一个技术参数就是可见光透射比,各地方政府为防止出现玻璃光污染问题,对该技术参数进行了限制规定㊂下面进行试样的这两个参数随增加试验时间其老化程度的分析,可见光透射比见表1,可见光反射比见表2㊂表1 可见光透射比/%累积实验时间/h 试样编号12345678910289169714153391418532003091717142533915225750030917272425439153059100032917472435540165662150034917773445741168668200034917873445841178969表2 可见光反射比/%累积实验时间/h 试样编号12345678910199112213251967523200189102213241966520500179102213231866519100012992213221865617150011992212211865914200010992112211865914通过观察试验结果表1㊁表2得出,选取的10个试样可见光透射比与反射比在没有实施老化试验前两者的数值是不一样的㊂老化试验后,多数试样在延长了老化试验时间后逐渐增大可见光透射比,却逐渐减小可见光反射比,有的试样变化不明显,只有2号样品没有变化㊂4.2.2 太阳光直接透射比与太阳能总透射比的变化在增加老化时间的状况下观察试样的这两个参数的变化,见表3㊁表4㊂从试验结果表3㊁表4中的参数值能够明显看到,没有实施老化试验前10个试样的太阳光直接透射比的参数值是不一样的,试样的太阳能总透射的参数值也不一样,但在氙灯老化试验后,只有2号试样的两个参数没有变化,其他试样的两个参数9建材世界 2022年 第43卷 第4期均在延长老化试验时间后随之逐渐增加㊂表明样品阻隔大阳光的能力下降,进入室内的太阳光增加,节能效果减弱㊂表3 太阳光直接透射比/%累积实验时间/h 试样编号123456789100278763714143371257452002887667142443812594950029876772424538126552100033877172434639137354150035877573444839138660200036877758454840148761表4 太阳能总透射比/%累积实验时间/h 试样编号123456789104088705853514917665320042887258535149186857500438873595452481870591000478876595553501978611500498880605655511987672000508880605655511988674.2.3 紫外线透射比的变比该参数是衡量阻隔紫外线入室的一个主要技术指标,在将试样的老化时间逐步增加后,该参数的变化状况见表5㊂试验结果表明在老化试验前只有4号㊁5号样品的紫外线透射比较高,其他样品的紫外线透射比都很低,阻隔紫外线入室的能力很强㊂但在延长老化试验时间后,随着增加时间,样品的紫外线透射比多数都发生了变化,呈现逐渐增加,个别样品的性能下降速度较快㊂表5 紫外线透射比/%累积实验时间/h 试样编号123456789100.10.81.08.83.90.70.60.60.31.72000.10.72.19.44.20.80.70.70.41.95000.10.79.810.55.10.80.70.70.52.110000.10.811.612.27.51.00.80.81.22.515000.11.037.416.514.22.11.11.14.23.320000.11.146.818.818.63.11.31.35.83.84.2.4 颜色变化从表6中可以看出,多数试样在延长老化试验时间后,透射颜色都出现了明显的变化,只有2号样品的透射颜色变化非常小㊂颜色的变化对产品吸收入射太阳光会产生影响,进而会对太阳能总透射比产生影响㊂表6 可见光透射颜色色差ΔE *N B S 累积实验时间/h 试样编号12345678910----------2001.30.41.20.30.60.70.60.85.12.65001.90.31.90.41.11.00.71.212.53.810004.90.32.80.41.51.80.82.030.75.615005.70.34.11.12.12.81.12.845.28.520005.90.34.52.02.23.11.33.046.29.15 结 语目前国内建筑项目中隔热膜㊁节能膜均已被广泛应用,而膜材的光热性能非常复杂,在项目实际应用中膜材的使用过于简化,使得建筑膜结构在使用的经济性上受到影响㊂由于对贴膜玻璃颜色与光学性能检测的研究受时间㊁试验的限制,只进行了初步研究,提供了试验数据,在后续研究中需要进行环境的定量评估,研究在环境作用下建筑膜材的承载力,并针对膜材结构性能获得其功能丧失的定量解答㊂参考文献[1] 钟 应,包棕榈,申屠文巍.P E T 功能膜对中空玻璃光学性能的影响[J ].玻璃,2021,48(9):53-58.[2] 朱 孜,钟 应.浅议建筑贴膜玻璃的应用及展望[J ].建材与装饰,2021,17(21):23-24.[3] 于紫微.既有办公建筑玻璃贴膜能耗模拟研究[D ].天津:河北工业大学,2020.[4] 陈红梅.建筑玻璃节能贴膜性能分析[J ].信息记录材料,2014,15(5):48-51.19建材世界 2022年 第43卷 第4期。
纺织品超疏水硅橡胶涂层的研究进展纺织品超疏水硅橡胶涂层的研究进展随着科学技术的不断进步,涂层的功能和种类越来越多。
其中超疏水涂层的研究成为了新的热点,这是因为在军用和民用领域中,超疏水涂层有着非常广阔的应用前景。
硅橡胶具有表面自由能低、耐低温、耐腐蚀等特性,成为了纺织品超疏水涂层的重要研究方向。
上世纪70年代,美国最早将疏水性室温硫化硅橡胶应用于输电线路的防污闪涂料,但其疏水性能较差。
齐连怀等[1]将硅橡胶和含氟硅氧烷在溶剂中进行交联缩聚,利用相分离制备出了接触角达到155.14°的超疏水硅橡胶涂层,不仅赋予了硅系列和氟系列涂料的优点,而且涂层粉末仍然具有很好的疏水效果,扩大了超疏水硅橡胶涂层的应用前景。
超疏水涂层是指表面的水接触角大于150°,滚动角小于10°的涂层。
增大接触角通常有2种方法:降低表面自由能和增加表面粗糙度。
减小滚动角则可以通过构造微纳米复合结构完成。
本文综述了超疏水硅橡胶涂层在降低表面能、增加表面粗糙度和构造微纳米复合结构3个方面的研究进展。
1 降低表面能硅的表面自由能仅比氟小,同时硅橡胶具有既耐低温又耐高温、抗腐蚀、绝缘性好等优点,应用十分广泛,因此用低表面能的氟化物对硅橡胶进行改性得到的涂层不仅具有较大的接触角,同时涂层的强度、寿命以及应用范围都较为理想。
缩合型双组分室温硫化硅橡胶相比其他种类的硅橡胶具有很多优点:使用比较方便,不用加热、加压设备,只需将基础胶料与催化剂混合,即可硫化成弹性体;内外同时固化时不吸收水分、不放出热量,固化均匀,性能更好;通过改变催化剂品种、用量以及硫化条件,可获得不同性能的硫化胶。
目前缩合型双组分室温硫化硅橡胶常用的生胶为二羟基聚硅氧烷(107甲基硅烷),交联剂为正硅酸乙酯,传统的催化剂为二月桂酸二丁基锡或者二月桂酸二辛基锡。
由于有机锡具有一定的毒性,北京航天材料及工艺研究所[2]研制了不含有机锡的硅橡胶室温硫化剂——SRA室温硫化硅橡胶固化剂。