细微物质变革高功效构建试验较的探讨
改性结构胶的流变性能为未改性结构胶和经2%纳米sio2和10%纳米caco3改性结构胶的流变性能。结构胶改性前后的流变性能由可知,未改性的结构胶为牛顿流体,稀释后黏度为1.8pas,其黏度不随剪切速率ds的改变而改变,这种性质在结构胶需要进行立面施工和顶面施工时,胶液往往容易滴落、流失,会造成缺胶、少胶,影响工程质量。经2%纳米sio2和10%纳米caco3改性后的结构胶具有良好的触变性能,触变指数为3.6.在剪切速率ds为29.13s-1时胶1体发生剪切屈服,屈服黏度η为6.2pas,此后黏度下降缓慢。纳米材料对环氧树脂具有较好的增稠触变的作用,随着用量增大,结构胶的触变性能越好[3]。限于篇幅本文只列举此掺量下的流变性能。改性后的结构胶外观为膏状,但能够很好地涂抹在被粘物上,具有明显的触变性能。
经纳米材料改性后结构胶的热变形温度为51℃,比未改性结构胶的44℃提高16%。试件的受热变形过程为:低温时不发生变形-变形上升段-变形屈服段。这是结构胶的热变形规律。未改性结构胶的耐热性能不理想,温度超过41.5℃后,当试件一旦开始发生变形,变形的速度会越来越块,试件跨中挠度达到1mm以后,温度基本维持在46℃,而跨中挠度则继续增加。改性后结构胶的受热变形的过程跟基体配方类似,但起始变形温度从41.5℃提高至49.2℃。跨中挠度为0.2mm时,温度为51℃,提高幅度为16%。
分析原因,一方面,纳米颗粒在基体中可以作为骨架,限制和约束基体受热时的变形,如果纳米材料均匀分散在基体中,纳米材料的小尺寸效应和巨大的比表面积会得到很好的发挥,纳米材料的约束作用显著;如果纳米材料存在大面积团聚引致的应力集中,反而会使基体产生更大的变形。另一方面,实验中使用的纳米材料在几十摄氏度的范围内其变形是可以忽略的,假定温度变化引起的变形只在一个方向上发生,在基体试件中截取一个宽度为d的小单元[如(a)],当水浴温度增加δt,小单元宽度方向上发生δd的变形,整个试件的变形应该为∑δd,而结构胶经纳米材料改性后,在试件中截取一个宽度同样为d含有纳米材料的小单元如(b),当水浴温度增加δt,结构胶的变形为δd',δd'<δd,而纳米材料不会发生变形,所以在这个小单元内含纳米材料的结构胶的变形量小于基体的变形量,显然总变形∑δd'<∑δd,所以纳米材料改性环氧树脂结构胶的热变形性能比纯环氧树脂的热变形性能要好。这两个方面都跟纳米材料在环氧树脂中分散均匀与否有很大关系。
结语通过掺入2%纳米sio2和10%纳米caco3改性制备的高性能结构胶的粘接强度和冲击强度分别为29.3mpa和6.7kj/m2,分别比未改性结构胶提高33%和34%;其触变指数为3.6,能很好地解决结构胶滴落和流挂问题。冲击断口的sem显示,纳米材料诱发银纹的能力显著,是增强增韧建筑结构胶的主要原因。
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