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《浙江理工大学》 2010年
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建筑膜材料的耐候性研究

刘杭锋  
【摘要】: 建筑膜材料是从20世纪70年代发展起来的新型建筑材料,属于纺织领域中的涂层织物,是继钢铁、水泥、木材和玻璃之后的第五种建筑材料,一般以高强度的涤纶长丝或玻璃纤维织物为基布,两面经热粘复合或涂覆高聚物,表面再经高耐候性材料处理的高分子复合材料。膜材料在使用过程中,容易受到光、热、风、雨、雪、大气污染物等条件的作用而发生“老化”现象,化学性能的改变而引起机械强度的降低、颜色加深等,使材料丧失它原有的功能。这就需要我们对膜材料的耐候性能进行研究,为建筑膜材料的进一步发展提供一些参考。 针对建筑膜材料的耐候性,本课题对膜材在紫外线和热氧老化条件下的性能进行了研究,选用的材料主要为PVC和PVDF建筑膜材料,本文主要内容如下: (1)概述了建筑膜材料的类型及其应用现状,对膜材料耐候性研究的国内外现状进行了论述。 (2)通过红外光谱、亲水性能、透光性能和耐磨性能等测试分析,系统研究了建筑膜材料的表面性能。研究结果表明:PVDF膜材料含有C-C、C-H_2、C-F等功能键,是一种疏水性的线型结晶性聚合物;膜材料对可见光的透过率大约为4%,而对于紫外线部分透过率和反射率都很小,说明紫外线基本被膜材吸收,这对膜材的耐久性有较大的影响;PVDF建筑膜材料,在摩擦初始阶段,质量损失较快,随着摩擦次数的增加,质量损失率变化趋于缓慢。 (3)采用了二因子二次通用旋转组合设计,以紫外线照射时间和强度为两个老化因子,对膜材料进行加速老化处理,建立了拉伸性能的数学模型,分析紫外线对膜材料的老化影响。研究表明:膜材料经紫外线老化后,随着照射时间和强度的增加,膜材的力学性能呈下降趋势,红外光谱中的吸收峰逐渐缩小;膜材料的透光率呈下降趋势,在开始阶段下降较为明显,后下降趋于缓慢,从反射率的曲线中看出,在紫外线波段内,反射率变化不明显,在可见光波段内,随着强度增加,反射率下降。 (4)采用了二因子二次通用旋转组合设计,以受热时间和温度为两个老化因子,对膜材料进行加速老化,建立白度值变化的数学模型,分析热氧条件对膜材料的老化影响。研究结果显示:膜材料经热氧老化后,随着受热时间和受热温度的增加,膜材的表面白度值呈下降趋势,对比没有经过PVDF表面处理的膜材料,PVDF处理可以延缓在受热中膜材白度的变化;在受热开始阶段膜材料的透光率下降较为明显,当达到8天时,变化趋于缓慢,在紫外光波段内膜材的反射率变化不大,在可见光区域内,随着受热时间的延长,膜材对可见光的反射率变小;测试在115℃下膜材的质量损失率和力学性能,在开始阶段变化较为明显,当超过10天后,变化趋于缓慢。
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU599

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