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ep专题结构胶三结构老化2ep专题结构胶三结构老化2杨钰莹


2022年08月16日

ep专题:结构胶(三)结构老化2,ep专题:结构胶(三)结构老化2

以环氧树脂为主料研制而成的,低粘度建筑结构胶是应用于建筑结构构件,及结构工程中粘接的新型材料。它已广泛应用于建筑结构中,承受较大载荷的各类结构构件的,粘接、加固和补强工程、桥梁工程、飞机跑道、公路修建的补强加固,或者防渗堵漏灌浆等领域,并显示出其诸多优点,如:粘接强度高、耐介质、耐老化性能优良、施工快捷方便、工期短等,具有广阔的发展前景。在胶粘剂的工程应用中,粘接质量受诸多因素的影响,如环境因素、固化工艺参数、被粘物表面处理等,都将影响粘接效果低粘度结构胶不但面临这些问题,而且由于其粘度低极易流淌造成粘合面缺胶,给施工带来许多困难。从低粘度结构胶的施工角度讲,由于粘度低很容易造成流胶、粘接面缺胶现象,其固化工艺对粘接效果有相当大的影响,稍有变化就会影响到粘接效果。

(三)结果与讨论 1、老化时的表面作用 图2是结构胶样品在空气中于250℃下,老化310h后的扫描电镜图片,以及样品同一区域中0、S、N的分布。

如之前文章所描述的,在样品表面或接近表面层中富集了O、N、S。而未老化样品的形态图给出)未显示有此种富集现象。在近表面层中的富集是热老化的结果。这尚属于新发现而且有别于其他作者,观察到的在固化过程中的迁移现象,如DeVries等人观察到在PVC改性环氧的高温固化过程中交联剂DDA向树脂,基片和树脂/空气两界面的迁移现象。将竭力解释样品表面观察到的元素富集现象。 (1)氧 样品表面氧富集至少在一定程度上是由环境的空气扩散和氧化所致,这种扩散和氧化也导致了表面氧化薄层(TOL)的形成。而在热老化过程中,也观察到TOL层厚度在250℃下不断增大直至一最大值50μm。另外表面氧富集也可能是由于样品中含有氧的分子向表面迁移所致。与之相关地注意到在热老化过程中,样品中氧的质量分数确实在下降,如从起始的23%降到250℃下老化500h后的10%。该现象可认为是上述的迁移和,或样品的脱水及水挥发所致。 (2)硫 介于可能的杂质来源都经过检测和排除。因而推断必然存在着含硫的物质从本体向表面区域的迁移,并可能是由热力学分离引起。之前的文章中认为表面层中,硫浓度峰值的出现是由2种作用的重叠所致:含硫的物质从结构胶本体向暴露于空气表面的扩散,和随后的(有时是同时的)被空气热氧化为挥发物的消耗与转化。这正好可解释浓度峰值在某些条件下,是出现在靠近表面而不是表面上。在高氧气浓度下含硫分子,向表面的扩散要稍慢于表面的氧化速度,及随后的S02释放速度。 这也可以解释在外界有更高的氧气含量时,所观察到的硫浓度峰值位置向远离聚合物表面方向偏移的现象。在低氧气分压下老化,同样存在含硫分子从本体向表面的扩散,但这些分子并没有转化为挥发物:而是聚集在表面。这不但可以解释在低氧气分压下老化后样品表面硫的高浓度值(13%,对比于初始的2%,或在空气中老化所得的5%),而且可以解释峰值出现在表面上的现象。而在高度真空下老化则观察不到硫浓度的峰值出现。我们认为这种现象是因在高度真空条件下,释放到表面的含硫链段都易挥发,而在老化时离开聚合物所致。

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