PTN渠道接缝材料抗紫外线老化性能研究

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1、灌溉排水学报２０１５年９月第３４卷第９期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）０９－００１５－０５ＰＴＮ渠道接缝材料抗紫外线老化性能研究林永亮，张慧莉（西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌７１２１００）摘要：在人工紫外线老化和自然紫外线老化条件下，分析了３种配比的ＰＴＮ渠道接缝材料的硬度、拉伸性能、粘结拉伸性能。结果表明，随着ＰＴＮ材料乙组分的增加，硬度、拉伸强度、粘结拉伸强度降低，而断裂伸长率及粘结拉伸伸长率则增大；同样配比下，随着抗紫外线老化试验时间的延长，硬度、拉

2、伸强度降低，而断裂伸长率减小，但粘结拉伸性能几乎无变化。以人工老化试验性能指标建立的工程寿命模型可以用来预测ＰＴＮ材料自然界工程使用寿命。关键词：ＰＴＮ渠道接缝材料；紫外线老化性能；ＳＥＭ；工程寿命模型中图分类号：ＴＶ４４１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１５．０９．００３林永亮，张慧莉．ＰＴＮ渠道接缝材料抗紫外线老化性能研究［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（９）：１５－１９．渠道防渗工程中，渠系水渗漏量的８０％是通过接缝产生的，所以防渗材料的质量尤为重要。渠道、管道、渡槽等输水工程使用时，防渗材料

3、表面不用抹砂浆，直接暴露在空气中，防渗材料存在紫外线老化问题。目前，尚未发现有密封胶的紫外线性能方面的研究。ＰＴＮ渠道接缝材料（以下简称ＰＴＮ材料）是一种用石油沥青对聚氨酯进行改性的高分子双组份密封胶，是一种发明专利材料（专利号：ＺＬ２００３１０１１８９９２．Ｘ），被写入国家标准ＧＢ／Ｔ５０６００—２０１０《渠道防渗工程技术规范》，主要用于水利工程混凝土伸缩缝中，起密封、防渗、适应变形等作用。为此，研究ＰＴＮ材料的紫外线老化性能，预测ＰＴＮ材料工程寿命，为其他类似高分子密封胶类材料的紫外线老化性能的分析提供参考。１材料与方法１．１试验材料

4、ＰＴＮ材料是由甲乙双组份组成，甲组分主要成分是高分子聚醚，乙组分主要成分为异氰酸酯、粉煤灰、固化剂、催化剂、抗老剂等。长期大量试验证明，甲乙配比为质量比１∶１～１∶３时，可满足不同工程要求。故采用１∶１、１∶２、１∶３三个配比。１．２试验过程分别测试ＰＴＮ材料空白组、人工紫外线老化组（７、３０、６０、９０、１２０、１５０、１８０、２１０、２４０、２７０、３００ｄ）、自然紫外线老化组（１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０ａ）的硬度、拉伸性能、粘结拉伸性能。１．２．１硬度将甲乙料分别按质量比１∶１、１∶２、１∶３称量后混合，充分搅拌８ｍｉ

5、ｎ至混合彻底均匀，在不掺入气泡的情况下倒入水平放置的１００ｍｍ×１００ｍｍ×２０ｍｍ的模具中，充满模具内腔，保持表面平整。每个配比成型３个样品，在温度２０℃、湿度６０％±５％的实验室环境下养护７ｄ后脱模。室温２０℃时，用邵氏Ａ硬度计在样品上任意取３个点测试硬度，获得空白组硬度值。将１个试样放入收稿日期：２０１４－０３－０５基金项目：“十二五”科技支撑计划课题（２０１２ＢＡＤ０８Ｂ０１）作者简介：林永亮（１９８８－），男。硕士研究生，主要从事水工材料的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：８７６２９７９５１＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：张慧莉（１９６９－），女。教

6、授，主要从事水工材料与水工安全监测的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕｉｌｉｚｈａｎｇ１６３＠１６３．ｃｏｍ１５ＵＶＡ－３４０紫外线老化箱中，老化箱灯管为最能模拟太阳光的ＵＶＡ－３４０灯管（８只），为模拟自然降雨，每隔５ｄ采用人工喷淋的方式，使试样表面喷满水。分别在７、３０、６０、９０、１２０、１５０、１８０、２１０、２４０、２７０、３００ｄ后取出立即测试硬度。将１个试样放在实验室楼顶水平水泥空旷地面上，无遮挡，可接受太阳光和降雨，分别在１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０ａ后取出测试硬度。１．２．２拉伸性能将甲乙料分别按质量比１∶１、１∶２、

7、１∶３称量后混合，充分搅拌８ｍｉｎ至混合彻底均匀，在不掺入气泡的情况下倒入水平放置的符合文献［１］要求的３５０ｍｍ×３５０ｍｍ×２ｍｍ的模具中，充满模具内腔，保持表面平整。在温度２０℃、湿度６０％±５％的实验室环境下养护７ｄ后脱模。固化后样品厚度为（２．０±０．２）ｍｍ，脱模后用规定的切片机切割，制得符合文献［２］规定的哑铃状Ｉ型试件，每组拉伸试样需要制作７个试样，５个为试验样品，１个为拉伸试验备样，１个为ＳＥＭ电镜扫描用试样。实验室温度下，先进行试验，获得空白组的拉伸强度和断裂伸长率；将人工老化组试样放入ＵＶＡ－３４０紫外线老化箱中，每

8、隔５ｄ采用人工喷淋的方式，使试样表面喷满水。分别在７、３０、６０、９０、１２０、１５０、１８０、２１０、２４０、２７０、３００ｄ后取出，按照ＧＢ／Ｔ１６７７７要求的方法分别测试试样拉伸强度和断