根據(jù)不同應(yīng)變速率下的單軸拉伸試驗(yàn)結(jié)果,對方程(4.6)和方程(4.7)兩邊取對數(shù),由聚氨酯密封膠拉伸強(qiáng)度和應(yīng)變率的變化關(guān)系,可作出lnp-lns和6p-ll1E的函數(shù)關(guān)系圖,如圖4.1和圖4.2所示。
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知,硅烷改性聚氨酯密封膠的拉伸強(qiáng)度受溫度和應(yīng)變率因素影響。借鑒對合金材料熱拉伸變形模型中峰值應(yīng)力的預(yù)測方法,其函數(shù)表達(dá)式可通參數(shù)與峰值應(yīng)力的關(guān)系,來確定溫度和應(yīng)變率與峰值應(yīng)力的表達(dá)式。
通過對第三章試驗(yàn)結(jié)果的分析可知,丁基防水嵌縫膠密封材料在不同影響因素條件下都表現(xiàn)出粘彈性力學(xué)行為,是溫度、吸濕度和應(yīng)變率相關(guān)的高分子材料,其拉伸強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度對應(yīng)的應(yīng)變和彈性模量與溫度、吸濕度和應(yīng)變率相關(guān)。
吸濕溫度和吸濕時間共同影響了聚氨酯密封膠試件的吸濕度。在常溫狀態(tài)下,由于沒有高溫的軟化作用,使得聚氨酯密封膠試件無法進(jìn)行吸濕過程。而在高溫狀態(tài)下,吸濕時間越長越易完成吸濕過程,吸濕溫度對聚氨酯密封膠試件吸濕度的影響遠(yuǎn)小于吸濕時間。
為了分析濕度對MS密封膠材料力學(xué)性能的影響,引入吸濕度(hygroscopic degree)的概念和計(jì)算方法。即MS密封膠試件吸濕后,去除MS密封膠試件表面水并通過稱重計(jì)算MS密封膠試件的吸濕度。
為了分析溫度對丁基防水嵌縫膠的力學(xué)性能影響。在應(yīng)變速率為8 10-zfs的條件下,對丁基防水嵌縫膠試件分別進(jìn)行了298, 333, 363, 393和423 K的單軸拉伸試驗(yàn)。
為了分析聚氨酯密封膠材料的物性狀態(tài)隨溫度的變化情況,并確定材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。利用動態(tài)力學(xué)分析儀DMA-Q800對HP-172B硅烷改性聚氨酯聚氨酯密封膠材料進(jìn)行恒定頻率下、溫度勻速增大的溫度掃描試驗(yàn)。
從圖2.11可知,硅烷改性聚氨酯密封膠應(yīng)力隨應(yīng)變的增大,使試件內(nèi)部分子間的摩擦加劇,分子鏈之間的距離增大,產(chǎn)生的熱量在增多,帶來微弱的溫度變化。但溫度的變化很小,這與試件本身、試件尺寸和加載狀態(tài)有一定關(guān)系。
對于硅烷改性聚氨酯密封膠在溫度變化狀態(tài)下的力學(xué)性能分析,動態(tài)力學(xué)行為測試是一種常用的分析方法。動態(tài)力學(xué)行為是指材料在振動條件下,即在交變應(yīng)力或交變應(yīng)變作用下做出的力學(xué)響應(yīng)。
本文試驗(yàn)采用的材料為HP-172B硅烷改性聚氨酯密封膠單組份的耐候聚氨酯密封膠,該硅烷改性聚氨酯密封膠結(jié)構(gòu)中不僅含有硅氧鍵(Si-O鍵),改性后材料的分子鏈發(fā)生了一定的變化,增加了碳氮鍵(C-N鍵)和氮?dú)滏I(N-H鍵)的連接。
目前對丁基防水嵌縫密封膠的研究中大多是準(zhǔn)靜態(tài)的拉伸試驗(yàn),而丁基防水嵌縫密封膠在交變應(yīng)力或交變應(yīng)變作用下的力學(xué)響應(yīng),更接近材料的實(shí)際使用條件。