pvc涂层膜结构材料的光氧老化性能研究

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1、东华大学硕士学位论文学校代码：10255学号：2110019PVC涂层膜结构材料的光氧老化性能研究STUDYONTHEPHOTO．OXIDATIoN0FPVC．COATEDⅧMBRA小TEMATEIUAL学科专业：纺织工程学生姓名：徐晓伟指导老师：杨旭东答辩日期：2014年01月附件一东华大学学位论文原创性声明JNilUlUlIIlUUIY2506553本人郑重声明：恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品及成果

2、的内容。论文为本人亲自撰写，对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：行嘶日翔：扣

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4、只lp日附件二东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在——年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密团学位论文作者签名：日期：M降纠月细指导教师签名：腩、日期：厉／侔／

5、月／o日摘要PVC涂层膜结构材料的光氧老化性能研究PVC涂层膜结构材料因其价格低廉，使用性能优良，在户外建筑领域得到迅速发展，为各大户外场所广泛使用。国外学者研究发现：户外环境使用条件下，PVC涂层膜结构材料很容易受阳光中紫外光的作用而发生老化，最终导致膜结构材料失去使用性能。国内已有学者对PVC涂层膜结构材料的寿命预测做过初步研究，对于纯PVC膜的光氧老化性能也有较深入的研究。本课题以PVC涂层膜结构材料为研究对象，对其光氧老化性能进行研究。根据PVC自身敏感波长，选择UVB．313荧光紫外灯管作为辐照光源，选取4根灯管来进行辐照。试样置于UV．II

6、型非金属材料人工加速老化试验仪中进行了为期3000小时的人工加速老化试验。取样周期依据预实验测试结果确定为200小时为一周期，取样后对试样进行表观颜色观察、黄度指数、力学性能等宏观检测，对试样整个老化过程中性能的变化有较整体的了解。同时对试样进行了扫描电镜、傅里叶红外光谱等微观检测，通过结合微观检测结果分析更好的表征说明材料老化中宏观性能的变化。人工加速老化试验结果分析如下：在累积紫外辐照能达到91．29x103kJ／m2(即1200小时)时，我们肉眼就能明显观察到试样表面布满细小裂纹；黄度指数曲线在老化前期快速大幅度上升，主要原因是涤纶不含有双键基团

7、，而PVC涂摘要层在光照下产生大量共轭双键使得试样颜色变黄；微观羰基指数曲线在老化前期呈快速下降趋势，主要是由于增塑剂中含有羰基基团，而且增塑剂在光照下挥发速度远远大于PVC光降解产生羰基的速度。通过两曲线对比分析我们不难看出增塑剂中不含有共轭双键；在应力应变曲线中，我们看到累积紫外辐照能达到76．03×103kJ／m2(即1000小时)时，试样的断裂伸长发生突增，而试样的断裂强力基本保持不变。结合扫描电镜的截面微观观察，我们很容易看出此时试样的表面涂层已经深度老化到涂层与基布的界面，涂层对基布的粘附作用已经大幅度降低，基布的断裂已经不受涂层的束缚，因

8、而断裂伸长有大幅度的增加。累积紫外辐照能在91．29x103kJ／m2-167．61×103kJ／m2之间(即1200—2200小时)，黄度指数曲线继续上升，但是上升幅度变小、上升速度变缓，而羰基指数曲线明显的开始上升，主要是因为增塑剂已经大部分挥发，PVC涂层在光照下稳定降解产生共轭双键和羰基；试样的断裂伸长和强力在累积紫外辐照能达到152．64x103kJ／m2(即2000小时)之前基本保持不变，主要因为大部分紫外光为PVC涂层所吸收，涤纶基布未受到紫外光的影响。累积紫外辐照能达到167．61×103kJ／m2之后，黄度指数曲线不再上升趋于平稳，可

9、能此时PVC涂层已经完全老化，而涤纶自身没有双键，光照降解也不产生双键；羰基指数曲线开始小幅度下降，原因可能是PVC涂层已经基本完全老化，残留的少量增塑剂继续挥发：在这一阶段试样的力学性能出现明显变化，试样的断裂伸长和断裂强II摘要力都开始下降，主要原因是PVC涂层已完全老化失去吸收紫外光的能力，紫外光直接作用于涤纶基布，使得涤纶材料开始老化变脆，刚性增大，材料的断裂强力和断裂伸长降低。通过人工加速老化的宏观检测及微观分析，我们对PVC涂层膜结构材料在不同累积紫外辐照能下的老化性能变化有了较为充分的了解。但是PVC涂层膜结构材料的实际使用环境是在大气自

10、然条件下，为此我们需要对其进行大气自然老化试验。并在老化趋势、老化程度、老化速度等方面与人工加