研究涂料粘合剂密封材料特性的热分析仪

第第页研究涂料粘合剂密封材料特性的热分析仪研究涂料粘合剂密封材料特性的热分析仪研究涂料、粘合剂与密封材料的各种特性，涉及原料检测、工艺步骤跟踪与产品的质检质控。DMA242测试聚氨酯泡沫聚氨酯（PU）是由有机单元骨架与氨基甲酸酯链段相连而成。取决于在生产过程中所添加的化学品，可以得到各式各样的聚氨酯材料比如有硬质的、柔韧的或易成型的、泡沫、固体块状的等。聚氨酯材料在耐用弹性体、高性能粘合剂、纤维等领域应用广泛，聚氨酯泡沫有时也用在轮胎、汽车座椅和绝缘材料等场合。右图是聚氨酯泡沫的动态热机械分析（DMA）分析曲线，储能模量（黑色曲线，1Hz）在-84°C出现玻璃化转变。我们可以看到，聚氨酯泡沫的玻璃化温度与频率有关，从1Hz下的-84°C迁移到33Hz下的-77°C，相差有7°C之多。测试频率越高，特征转变温度向高温移动。DMA242测试胶带胶带由胶粘剂和固定带组成，用于临时或固定粘结物体。无需使用水、溶剂或加热活化，只要施加一定的压力即可发生粘结的胶带叫做压敏胶。胶带*早由3M公司的RichardDrew于1926年发明。*初的胶带是纸质胶带，后来出现的透明胶带和其他类型的胶带均由此衍生而来。3M的Scotch和德莎的Sellotape透明胶带都是由纤维素树脂制成的。储能模量随着测试频率的增加而升高。在频率3.33Hz下，玻璃化转变的外推起始点温度为-11°C，增加测试频率，玻璃化温度向高温方向移动，100Hz下对应的玻璃化温度为-4°C。相应的损耗模量曲线的峰值温度出现在-6°C（3.33Hz）和3°C（100Hz）。类似的结果也出现在损耗因子Tanδ曲线上，峰值温度分别为26°C（3.33Hz）、29°C（10Hz）、34°C（33.33Hz）、44°C（100Hz）。DMA鉴别硅橡胶老化程度有机硅材料主要由硅油、硅橡胶、硅树脂和四大类构成，硅橡胶是有机硅产品中产量*大、应用*为广泛的一大类产品，其主要组成是高摩尔质量的线型聚硅氧烷。由于Si-O-Si键是其构成的基本键型，硅原子主要连接甲基，侧链上引入极少量的不饱和基团，分子间作用力小，分子呈螺旋状结构，甲基朝外排列并可自由旋转，因此硅橡胶硫化后具有优异的耐高低温、耐候、憎水、电气绝缘性、生理惰性等特点，在汽车、航空航天、挤出成型制品、垫片和密封、医疗器械、办公设备、电力设备、防护设备、运动器材、玩具、电线电缆等行业领域中获得了广泛应用。硅橡胶分子主键由硅原子和氧原子交替组成（-Si-O-Si-）的硅氧键键能高达370KJ/mol，比一般橡胶的碳-碳结合键能240KJ/mol要大得多，这是硅橡胶具有很高热稳定性的主要原因之一。另外，由于硅橡胶是一种由填料增强硅基聚合物制成的无机合成弹性体，它实现了有机弹性体的化学和机械性质的组合，硅橡胶的典型特点总结如下：1）在恶劣环境下有着更长的使用寿命，材料性能受天气气候（如雨、雪、潮湿、臭氧、太阳紫外线等）的影响很小，而有机弹性体长时间暴露于该类环境下可能会变脆；2）更加宽广的使用温度范围如从-100至300多度，有机弹性体在温度超过100℃时会发生软化和不可逆的变形，在温度低于25℃时会变脆；3）暴露在恶劣的环境应力下（如热、冷、潮湿、油、臭氧和紫外线）仍保持良好的电气绝缘性能；4）在较宽的温度范围内能够保持其自然的柔韧性和弹性（抗压缩变形）；5）具有良好的密封性能；6）化学惰性、无味，可与许多食品接触；7）较宽的硬度范围（从邵氏A10～80），较宽的颜色选择范围（从透明到亮丽色彩）；8）具有较高的流动性，易于制造、加工；在众多有机硅材料中，有机硅密封胶在日常生活中也是随处可见，其典型应用就是玻璃幕墙，例如用有机硅结构胶粘接玻璃等建筑外墙材料，用有机硅耐候胶作防水密封，还可用于房屋的表面修复，高速公路的接缝密封以及水库、桥梁的嵌缝密封等。本文利用耐驰动态热机械分析仪DMA242C来研究用于幕墙密封的硅酮结构胶在热老化前后的性能差异。图1和2为DMA242C采用剪切模式测试得到的图谱。存储剪切模量G’在-125℃左右的下降台阶为硅橡胶的玻璃化转变，同样对于损耗剪切模量G”和损耗因子Tanδ曲线，在-120℃附近出现一个向上的峰。G’在-53℃左右出现明显的模量下降台阶，此处为硅橡胶中晶体部分的熔融，同样对于G”和Tanδ曲线分别在-43℃和-22℃处出现对应于此熔融过程一个向上的峰。（注：图1中实线为G’,虚线为G”）DMA测试乙烯基树脂的固化过程乙烯基树脂很多性质介于环氧树脂和不饱和聚酯树脂之间。固化后的乙烯基树脂与环氧树脂一样，有良好的热机械性能。与不饱和聚酯树脂相比，乙烯基树脂具有非常好的耐腐蚀性，主要用于交通运输产品。本文采用动态机械测试仪（DMA）测量乙烯基树脂的固化过程。由于采用了特殊的液体容器，可以完整地观察到样品从液态到固态的全过程。19min后，储能模量增加，标志着样品开始固化，ta