论文部分内容阅读
膜结构材料在使用过程中受阳光、温度、水汽、大气污染物等因素的影响,随着时间的增加,将产生“老化”现象,表现为化学物理性能的衰变。如强度降低、颜色变深等,从而部分或完全丧失使用功能。因此,膜结构材料的正常和耐久使用,需要具备一定的耐光、耐热、防风、抗湿、隔热、透光等性能。本课题就此,首先对现有的几种材料进行评价筛选,选取ePTFE(膨化的聚四氟乙烯)和PVC(聚氯乙烯)膜结构材料作为本实验对象。由于考虑到膜结构材料在热带多风高湿的环境中使用,热、湿、光的老化作用更加显著,因此,分别采用100℃和125℃的热条件、70℃和100℃热湿条件及紫外光条件对ePTFE和PVC膜结构材料进行加速老化,并对其各自的耐热、湿、光的老化性作出评价,以为膜结构材料的正确选择、性能估计、老化行为积累数据和建立评价方法。通过测试ePTFE和PVC材料老化前后的涂层变化、拉伸性能、撕裂性能、透光性、隔热性和防湿性能,并比较同种材料在不同条件及不同材料在相同条件老化前后各性能的差异得到下述结果:(1)在热条件作用下,ePTFE膜结构材料涂层表面形态基本无变化;拉伸性能、撕裂性能和透光性变差,断裂应力、撕裂强力和透光率的最大损失率分别高于19%、20%和4.1%;隔热性和防湿性的变化较小,不同时间段的导热系数与初始值的比值在97.2%～104.1%范围内波动,透湿量的变化不超过原来的2倍。PVC膜结构材料涂层出现起皱现象或裂纹;断裂应力、撕裂强力和透光率的最大损失率分别高于35%、33%和96.8%,导热系数和透湿量的最大增长率分别高于21.2%和500%。可见热作用下,PVC膜结构材料受到的破坏较为严重。(2)在热湿条件作用下,ePTFE膜结构材料涂层变得粗糙,并存在孔洞;断裂应力、撕裂强力和透光率的最大损失率分别高于17%、16%和6.9%,导热系数和透湿量的最大增长率分别高于7.4%和200%。PVC膜结构材料涂层表面非常粗糙并有孔洞,断裂应力、撕裂强力和透光率的损失率高于44%、40%和70.5%,导热系数和透湿量的增长率高于10.7%和350%。可见ePTFE膜结构材料的耐热湿老化能力优于PVC膜结构材料。(3)在紫外光条件作用下,ePTFE和PVC膜结构材料涂层基本上都没有变化;断裂应力、撕裂强力、透光率和导热系数都在各自初始值的附近波动,波动范围都不超过±2.5%;透湿量也都在各自初始值的0.5～1.5倍的范围内波动。由此可见,两种材料的耐紫外老化能力较强。(4)同种材料的各性能的受损程度在热或热湿条件作用下,都会因为温度的升高而加大,说明热或热湿作用选择的温度越高,材料受到的破坏越严重。温度为100℃时,ePTFE膜结构材料在热湿复合作用和单独热作用下,其断裂应力、撕裂强力的损失率分别高于17%、18%和15%、16%;PVC膜结构材料的对应指标的损失率分别高于45%、40%和25%、30%。说明热湿复合作用比单独热作用对同种材料的力学性能的破坏程度更大,显然湿度的介入加速了材料的老化。