1.前言
隔熱鋁合金型材又叫斷橋鋁合金型材,是以低熱導(dǎo)率的非金屬材料連接鋁合金型材制成的具有隔熱(詞條“隔熱”由行業(yè)大百科提供)、隔冷功能的復(fù)合型材,它除了具有作為建筑型材所具備的特性外,還具有卓越的保溫性能和隔聲性能。目前,隔熱鋁合金型材主要有穿條和注膠兩種方式,穿條式隔熱鋁合金型材的市場(chǎng)占有率更大。
聚酰胺隔熱條是穿條式隔熱鋁合金(詞條“合金”由行業(yè)大百科提供)型材的核心構(gòu)件,連接隔熱型材中兩側(cè)鋁型材,并達(dá)成鋁型材中熱量傳遞路徑上的“斷橋”,減少熱量傳遞,構(gòu)成節(jié)能材料。聚酰胺隔熱條中的聚酰胺分子鏈具有強(qiáng)極性,親水性能較好,易水解,水解反應(yīng)式如下:
HO-[CO-(CH2)4-CO-HN-(CH2)6-NH]n-H+(2n-1)H2O= nHOOC-(CH2)4-COOH+nNH2-(CH2)6-NH2
水分子等極性小分子對(duì)聚酰胺隔熱條的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性等影響較大,因此,很有必要研究探討聚酰胺隔熱條的耐水性。
2.試驗(yàn)及數(shù)據(jù)
2.1 試驗(yàn)總則
通過(guò)分別對(duì)聚酰胺隔熱條進(jìn)行烘干前、后的高溫和室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn),沸水和浸水后的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn),1-3次沸水試驗(yàn)后的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn),沸水后經(jīng)烘干和不經(jīng)烘干的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn),并結(jié)合GB/T23615.1-2009《鋁合建筑型材用輔助材料 第1部分 聚酰胺隔熱條》分析探討聚酰胺隔熱條的耐水性能。
2.2 烘干前、后的高溫和室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)
2.2.1 試驗(yàn)方法
2.2.1.1選I14.8和I12型隔熱條開(kāi)展試驗(yàn),對(duì)比試驗(yàn)應(yīng)在同一條隔熱條上切取40個(gè)試樣,長(zhǎng)度為 35mm±1 mm,將試樣均分成4組,每組10個(gè)。
2.2.1.2 四組試樣,分別按表1試驗(yàn)步驟進(jìn)行試驗(yàn):
表1
組別 |
組名 |
試驗(yàn)步驟 |
第1組 |
未烘室溫 |
A 未經(jīng)烘干,直接做室溫橫向抗拉試驗(yàn) |
第2組 |
未烘高溫 |
A 未經(jīng)烘干,直接做高溫橫向抗拉試驗(yàn) |
第3組 |
烘后室溫 |
A.1400C+20C普通干燥箱內(nèi)烘干6小時(shí),干燥器放置2小時(shí)后
B.進(jìn)行室溫橫向抗拉試驗(yàn) |
第4組 |
烘后高溫 |
A.1400C+20C普通干燥箱內(nèi)烘干6小時(shí),干燥器放置2小時(shí)后
B.進(jìn)行高溫橫向抗拉試驗(yàn) |
2.2.2 試驗(yàn)結(jié)果
隔熱條烘干前、后的高溫和室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2
隔熱條編號(hào) |
橫向抗拉強(qiáng)度特征值,MPa |
第1組
未烘室溫 |
第3組
烘后室溫 |
第2組
未烘高溫 |
第4組
烘后高溫 |
I12-1# |
69.4 |
108.8 |
49.9 |
64.2 |
I12-2# |
78.0 |
114.1 |
54.9 |
67.5 |
I12-3# |
76.5 |
112.5 |
55.7 |
66.0 |
I12-4# |
71.7 |
109.5 |
50.8 |
63.3 |
I14.8-1# |
73.1 |
110.6 |
51.8 |
63.9 |
I14.8-2# |
71.2 |
107.6 |
49.6 |
61.5 |
I14.8-3# |
80.4 |
112.8 |
56.2 |
68.7 |
I14.8-4# |
74.3 |
108.7 |
52.3 |
62.1 |
2.3 沸水和浸水后的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)
2.3.1 試驗(yàn)方法
2.3.1.1 選I14.8型、C型和空腔型隔熱條開(kāi)展試驗(yàn),對(duì)比試驗(yàn)應(yīng)在同一條隔熱條上切取30個(gè)試樣,長(zhǎng)度為 35mm±1 mm,將試樣均分成3組,每組10個(gè)。
2.3.1.2 三組試樣,分別按表3試驗(yàn)步驟進(jìn)行試驗(yàn):
表3
組別 |
組名 |
試驗(yàn)步驟 |
第1組 |
烘后室溫 |
A.1400C+20C普通干燥箱內(nèi)烘干6小時(shí),干燥器放置2小時(shí)后
B.進(jìn)行室溫橫向抗拉試驗(yàn) |
第2組 |
沸水/烘后室溫 |
A.按GB/T23615.1-2009進(jìn)行沸水4小時(shí)試驗(yàn)后
B.1400C+20C普通干燥箱內(nèi)烘干6小時(shí),干燥器放置2小時(shí)后
C.進(jìn)行室溫橫向抗拉試驗(yàn) |
第3組 |
浸水/烘后室溫 |
A.按GB/T23615.1-2009進(jìn)行浸水1000小時(shí)試驗(yàn)后
B.1400C+20C普通干燥箱內(nèi)烘干6小時(shí),干燥器放置2小時(shí)后
C.進(jìn)行室溫橫向抗拉試驗(yàn) |
2.3.2 試驗(yàn)結(jié)果
I14.8型隔熱條沸水和浸水后的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4,C型隔熱條沸水和浸水后的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5,空腔型隔熱條沸水和浸水后的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。
表4
序號(hào) |
隔熱條編號(hào) |
室溫橫向抗拉強(qiáng)度特征值,MPa |
第1組
烘后室溫 |
第2組
沸水/烘后室溫 |
第3組
浸水/烘后室溫 |
1 |
4-B-I |
79.3 |
76.1 |
74.8 |
2 |
8-A-I |
78.4 |
75.9 |
75.0 |
3 |
4-D-I |
91.6 |
89.4 |
86.3 |
4 |
5-B-I |
87.4 |
88.9 |
85.1 |
5 |
8-D-I |
73.0 |
70.9 |
72.3 |
6 |
10-A-I |
78.3 |
78.4 |
77.2 |
7 |
5-C-I |
71.2 |
70.6 |
72.0 |
8 |
4-E-I |
98.7 |
95.4 |
95.9 |
9 |
3-A-I |
91.8 |
92.6 |
90.9 |
10 |
8-B-I |
95.0 |
93.4 |
92.9 |
11 |
7-A-I |
81.1 |
79.5 |
80.4 |
12 |
4-B-I |
82.1 |
77.5 |
80.4 |
表5
序號(hào) |
隔熱條編號(hào) |
室溫橫向抗拉強(qiáng)度特征值,MPa |
第1組
烘后室溫 |
第2組
沸水/烘后室溫 |
第3組
浸水/烘后室溫 |
1 |
2-A-C |
29.0 |
30.4 |
30.9 |
2 |
8-D-C |
15.6 |
14.1 |
17.2 |
3 |
4-D-C |
24.0 |
25.3 |
24.8 |
4 |
8-A-C |
25.7 |
27.0 |
26.7 |
5 |
7-B-C |
14.8 |
16.6 |
14.9 |
6 |
1-A-C |
18.7 |
23.5 |
20.6 |
7 |
6-B-C |
23.7 |
24.5 |
24.5 |
8 |
9-B-C |
19.6 |
19.6 |
17.0 |
表6
序號(hào) |
隔熱條編號(hào) |
室溫橫向抗拉強(qiáng)度特征值,MPa |
第1組
烘后室溫 |
第2組
沸水/烘后室溫 |
第3組
浸水/烘后室溫 |
1 |
2-A-O |
57.8 |
61.3 |
61.1 |
2 |
1-B-O |
27.0 |
26.3 |
26.0 |
3 |
6-B-O |
28.3 |
28.5 |
25.1 |
2.4 1-3次沸水試驗(yàn)后的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)
2.4.1 試驗(yàn)方法
2.4.1.1 選I14.8型隔熱條開(kāi)展試驗(yàn),對(duì)比試驗(yàn)應(yīng)在同一條隔熱條上切取40個(gè)試樣,長(zhǎng)度為 35mm±1 mm,將試樣均分成4組,每組10個(gè)。
2.4.1.2 四組試樣,分別按表7的試驗(yàn)步驟進(jìn)行。
表7
組別 |
組名 |
試驗(yàn)步驟 |
第1組 |
烘后室溫 |
A.1400C+20C普通干燥箱內(nèi)烘干6小時(shí)后,
B.按GB/T23615.1-2009進(jìn)行做室溫橫向抗拉試驗(yàn) |
第2組 |
1次沸水/烘后室溫 |
A.進(jìn)行4小時(shí)沸水試驗(yàn),放置48小時(shí)
再重復(fù)A步驟一次
C.1400C+20C普通干燥箱內(nèi)烘干6小時(shí),干燥器放置2小時(shí)后
D.進(jìn)行室溫橫向抗拉試驗(yàn) |
第3組 |
2次沸水/烘后室溫 |
進(jìn)行4小時(shí)沸水試驗(yàn),放置48小時(shí)
B.再重復(fù)A步驟二次
C.1400C+20C普通干燥箱內(nèi)烘干6小時(shí),干燥器放置2小時(shí)后
D.進(jìn)行室溫橫向抗拉試驗(yàn) |
第4組 |
3次沸水/烘后室溫 |
A.進(jìn)行4小時(shí)沸水試驗(yàn),放置48小時(shí)
再重復(fù)A步驟三次
C.1400C+20C普通干燥箱內(nèi)烘干6小時(shí),干燥器放置2小時(shí)后
進(jìn)行室溫橫向抗拉試驗(yàn) |
2.4.2 試驗(yàn)結(jié)果
1-3次沸水試驗(yàn)后的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。
表8
隔熱條編號(hào) |
室溫橫向抗拉強(qiáng)度特征值,MPa |
第1組
烘后室溫 |
第2組
1次沸水/烘后室溫 |
第3組
2次沸水/烘后室溫 |
第4組
3次沸水/烘后室溫 |
I14.8-1# |
98.0 |
93.1 |
91.4 |
94.0 |
I14.8-2# |
99.6 |
92.9 |
91.8 |
92.8 |
I14.8-3# |
93.8 |
91.7 |
94.8 |
92.9 |
I14.8-4# |
95.9 |
93.6 |
92.3 |
94.7 |
2.5 沸水后經(jīng)烘干和不經(jīng)烘干的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)
2.5.1 試驗(yàn)方法
2.5.1.1 選I14.8型和I12型隔熱條開(kāi)展試驗(yàn),對(duì)比試驗(yàn)應(yīng)在同一條隔熱條上切取20個(gè)試樣,長(zhǎng)度為 35mm±1 mm,將試樣均分成2組,每組10個(gè)。
2.5.1.2 兩組試樣,分別按表9的試驗(yàn)步驟進(jìn)行:
表9
組別 |
組名 |
試驗(yàn)步驟 |
第1組 |
沸水后經(jīng)烘干室溫橫向抗拉 |
A.進(jìn)行4小時(shí)沸水試驗(yàn),放置48小時(shí)
B.1400C+20C普通干燥箱內(nèi)烘干6小時(shí),干燥器放置2小時(shí)
C.進(jìn)行室溫橫向抗拉試驗(yàn) |
第2組 |
沸水后不經(jīng)烘干的室溫橫向抗拉 |
A.進(jìn)行4小時(shí)沸水試驗(yàn),放置48小時(shí)
B.進(jìn)行室溫橫向抗拉試驗(yàn) |
2.5.2 試驗(yàn)結(jié)果
I14.8型和I12型隔熱條沸水后經(jīng)烘干和不經(jīng)烘干的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10。
表10
隔熱條編號(hào) |
橫向抗拉強(qiáng)度特征值,MPa |
第1組
未烘室溫 |
第2組
烘后室溫 |
第3組
沸水后經(jīng)烘干室溫橫向抗拉 |
第4組
沸水后不經(jīng)烘干的室溫橫向抗拉 |
I12-1# |
69.4 |
108.8 |
103.3 |
57.5 |
I12-2# |
78.0 |
114.1 |
108.9 |
62.1 |
I12-3# |
76.5 |
112.5 |
102.9 |
60.1 |
I12-4# |
71.7 |
109.5 |
104.3 |
59.7 |
I14.8-1# |
73.1 |
110.6 |
105.7 |
61.3 |
I14.8-2# |
71.2 |
107.6 |
101.9 |
59.8 |
I14.8-3# |
80.4 |
112.8 |
99.1 |
58.6 |
I14.8-4# |
74.3 |
108.7 |
102.7 |
61.0 |
3 分析與結(jié)論
3.1 烘干前、后的高溫和室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果(表2)表明:隔熱條未經(jīng)烘干處理的室溫、高溫橫向抗拉特征值均同比經(jīng)過(guò)烘干處理的要低,說(shuō)明了膠條吸收水分后室溫和高溫橫向抗拉性能均降低。
3.2 沸水和浸水后的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果(表4)表明:對(duì)于I型隔熱條的沸水和浸水耐水性試驗(yàn)進(jìn)行的室溫的橫向抗拉結(jié)果與直接做室溫橫向抗拉結(jié)果相比略低,但降低幅度并不明顯,GB/T23615.1-2009《鋁合金建筑型材用輔助材料 第1部分 聚酰胺隔熱條》規(guī)定“隔熱條室溫橫向抗特征值≥70MPa,耐水性室溫橫向抗拉特征值≥35MPa。”相比之下, GB/T23615.1-2009的耐水性標(biāo)準(zhǔn)定得太低了。
3.3 沸水和浸水后的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果(表5和表6)表明:對(duì)于C型和空腔型等異型隔熱條的沸水和浸水耐水性試驗(yàn)進(jìn)行的室溫橫向抗拉結(jié)果與直接做室溫橫向抗拉結(jié)果差不多,GB/T23615.1-2009《鋁合金建筑型材用輔助材料 第1部分 聚酰胺隔熱條》規(guī)定“隔熱條室溫橫向抗特征值≥70MPa,耐水性室溫橫向抗拉特征值≥35MPa。”相比之下,顯得GB/T23615.1-2009的室溫橫向抗特征值以及耐水性標(biāo)準(zhǔn)定得太高,大部分的C型和空腔型隔熱條都難以達(dá)標(biāo)。
3.4 I14.8型和I12型隔熱條沸水后經(jīng)烘干和不經(jīng)烘干的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果(表10)表明:隔熱條在自然狀態(tài)下吸水后不經(jīng)烘干的室溫橫向抗拉性能降低,若再經(jīng)過(guò)4小時(shí)沸水試驗(yàn)后不經(jīng)烘干的室溫橫向抗拉性能將再次降低,經(jīng)過(guò)沸水試驗(yàn)的隔熱條即使經(jīng)過(guò)烘干,其室溫橫向抗拉性能還是難以升回至不做沸水試驗(yàn)的水平。
但從1-3次沸水試驗(yàn)后的室溫橫向抗拉對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果(表8)看來(lái),經(jīng)過(guò)1次、2次和3次沸水試驗(yàn)后,并經(jīng)烘干的室溫橫向抗拉強(qiáng)度特征值結(jié)果差不多,說(shuō)明隔熱條的吸水率及其對(duì)隔熱條的力學(xué)性能的影響會(huì)逐漸趨向穩(wěn)定的,當(dāng)隔熱條含水量達(dá)到飽和后并不會(huì)隨著時(shí)間延長(zhǎng)而加強(qiáng)對(duì)力學(xué)性能的影響。
參考文獻(xiàn)
[1] GB/T23615.1-2009《鋁合建筑型材用輔助材料 第1部分 聚酰胺隔熱條》
[2] 李榮福,胡興洲.聚酰胺熱氧化降解機(jī)理[J].高分子學(xué)報(bào).2000,4:136-141.