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2022-08-11

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以环氧树脂为主料研制而成的,低粘度建筑结构胶是应用于建筑结构构件,及结构工程中粘接的新型材料。它已广泛应用于建筑结构中,承受较大载荷的各类结构构件的,粘接、加固和补强工程、桥梁工程、飞机跑道、公路修建的补强加固,或者防渗堵漏灌浆等领域,并显示出其诸多优点,如:粘接强度高、耐介质、耐老化性能优良、施工快捷方便、工期短等,具有广阔的发展前景。在胶粘剂的工程应用中,粘接质量受诸多因素的影响,如环境因素、固化工艺参数、被粘物表面处理等,都将影响粘接效果低粘度结构胶不但面临这些问题,而且由于其粘度低极易流淌造成粘合面缺胶,给施工带来许多困难。从低粘度结构胶的施工角度讲,由于粘度低很容易造成流胶、粘接面缺胶现象,其固化工艺对粘接效果有相当大的影响,稍有变化就会影响到粘接效果。 (四)结果和讨论 证实了以DDA和DDS固化的TGDDM为基体树脂,经改性后的环氧结构胶的热降解分为两个阶段:第1个阶段是由热分解作用所致的链剪切机理。该阶段中含氮和硫的分子的运动,被解放从而向表面迁移。这些链段在大气压下将在表面聚集,而在高真空下则将挥发掉。对于氮和硫的表面富集现象的另一种解释认为,在热降解过程中,聚合物表面被腐蚀并且表面除了交联剂,以外的有机物都消去。这种假设应建立在DDA和DDS良好的热稳定性上,实验上却得到相反的结果。另外这种假设也无法解释空气中,老化后硫浓度峰值位置远离表面的偏移,以及老化过程中由于交联剂热降解,而产生的诸如SO2、NH3和HCN的气体副产物。 确认氧在这个阶段有两种作用,a.氧化聚合物形成TOL表面和b.将表面自由链段热氧化为挥发性组分(SO2、NH3、HCN)。在250℃及低氧气分压下的老化过程中,观察到表面附近的自由链段有部分消耗但样品表面明显没被氧化。于是推断在这些条件下,氧气优先反应去降解自由链段的而不是去氧化表面。如在图2中所描述的硫和氮所观察到的峰值,主要不同点在于它们峰值的位置。与经空气中老化后硫浓度的变化现象相反,在同样条件下氮的峰值位置并未向远离表面处偏移。这些峰值的位置取决于链段向表面扩散速度,和这些链段的降解速度的差别。 正如在图4中看到的DDS失重速度似乎比DDA的更快。由此可推断表面含硫链段将那些含氮的链段降解得更快。这恰恰又能很好的解释为什么硫的峰值会偏离于表面。如果认为迁移的链段就是DDA和DDS本身,那么可以想象到由于它们各自的尺寸(图1所示),DDA分子的迁移速率应该大于DDS。故此相信上述两方面的考虑决定了观察到的峰值位置。为了证实由热分解所解放并向表面迁移的链段,就是交联剂DDA和DDS本身,单独研究了它们的热行为。发现交联剂DDA和DDS本身的热行为,与向表面迁移的自由链段的热行为相似:在高于150℃的温度下,它们在高度真空下均为挥发物而在大气压下则不是。在大气压下置于空气中,交联剂被慢慢热氧化降解直至完全消失。通过交联剂热降解的重量分析,得到DDS的降解活化能为(142±15)kJ/mol及DDA的为(140±15)kJ/mol。这些数值和结构胶所测得的(130±4)kJ/mol非常接近。因此认为结构胶的失重过程是由链降解后,迁移到表面的交联剂的降解所控制也就显得合理了。 通过上述假设能够确定一仅由两种交联剂,组成的样品经惰性气体环境下老化后,样品表面的化学组成和表面的性质。在惰性气体中老化的条件下,可以预测表面将有77%质量分数的DDS和23%的DDA,正好是1/1的等物质的量比。所有的这些结论都在支持着假定:在改性的环氧树脂的热降解过程中,在样品表面迁移的链段就是交联剂DDA和DDS本身。

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