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近日祖國(guó)大地又要進(jìn)入一波寒冷氣候，而硅酮密封膠存在極端的使用條件， -50℃以下的低溫環(huán)境，如在我國(guó)領(lǐng)土的最北端漠河，冬天最低溫度可達(dá)零下50-60℃;俄羅斯西伯利亞冬季氣溫最低可達(dá)零下70℃;地球上最冷的地方南極：最低溫度可達(dá)-88.3℃。除地球陸地有極端低溫外，8000米高空的氣溫會(huì)低達(dá)零下80多度，還有醫(yī)藥、生物、工業(yè)、電子電器、科研等諸多領(lǐng)域低溫儀器與設(shè)備低溫條件往往可達(dá)-70℃及以下。
硅酮密封膠作為彈性密封膠，其應(yīng)用價(jià)值在于起到密封粘結(jié)作用，一旦達(dá)到其最低極限使用溫度，極可能失去其橡膠（詞條“橡膠”由行業(yè)大百科提供）的彈性力學(xué)特性，無(wú)法在該環(huán)境下繼續(xù)使用。因此，有必要開(kāi)展硅酮密封膠低溫條件下的性能測(cè)試，研究硅酮密封膠在低溫下的力學(xué)特性，以獲得其最低使用溫度，指導(dǎo)用戶正確使用。
本文分別測(cè)試了兩種硅酮密封膠試樣A和試樣B在標(biāo)準(zhǔn)條件(23℃)和低溫條件(-50℃、-55℃)的拉伸粘結(jié)性。測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)：硅酮密封膠隨著溫度的降低，拉伸粘結(jié)性測(cè)試中所得最大拉伸強(qiáng)度、模量增大，最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率降低;一旦達(dá)到其最低極限使用溫度，會(huì)失去其橡膠的彈性力學(xué)特性。下面展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，具體實(shí)驗(yàn)方法可查找《硅酮密封膠耐低溫性能研究》文章，由廣州白云化工實(shí)業(yè)有限公司發(fā)布。
1、試樣A不同溫度下的拉伸粘結(jié)性曲線
分別測(cè)試了試樣A在23℃、-50℃、-55℃條件下拉伸粘結(jié)性，拉伸粘結(jié)性應(yīng)力-應(yīng)變曲線見(jiàn)圖1。
圖1 試樣A在23℃、-50℃、-55℃條件下拉伸粘結(jié)性應(yīng)力-應(yīng)變曲線
從圖1應(yīng)力-應(yīng)變曲線可見(jiàn)，試樣A的最大強(qiáng)度隨著條件溫度降低呈上升趨勢(shì)，23℃時(shí)最大強(qiáng)度為1.68MPa，在低溫條件-50℃時(shí)最大強(qiáng)度為1.92 MPa，在低溫條件-55℃時(shí)最大強(qiáng)度達(dá)到5.16MPa，同時(shí)模量隨溫度下降也呈上升趨勢(shì)。與之相反，最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率隨著條件溫度降低呈下降趨勢(shì)，23℃時(shí)最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率為430%，-50℃時(shí)最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率為226%，-55℃時(shí)最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率下降至27%。
當(dāng)條件溫度為-55℃時(shí)，從應(yīng)力-應(yīng)變曲線可見(jiàn)，試樣A已完全失去其橡膠的彈性力學(xué)特性，-55℃已超過(guò)了試樣A的最低極限使用溫度，在-55℃或更低的溫度下用于結(jié)構(gòu)粘結(jié)或耐候密封，密封膠極有可能無(wú)法承受接縫的位移變化而出現(xiàn)密封粘結(jié)失效。
2、試樣B的低溫拉伸粘結(jié)性曲線
分別測(cè)試了試樣B在23℃、-50℃、-55℃條件下拉伸粘結(jié)性，拉伸粘結(jié)性應(yīng)力-應(yīng)變曲線見(jiàn)圖2。
圖2 試樣B在23℃、-50℃、-55℃條件下拉伸粘結(jié)性應(yīng)力-應(yīng)變曲線
從圖2應(yīng)力-應(yīng)變曲線可見(jiàn)，試樣B的最大強(qiáng)度隨著條件溫度降低呈上升趨勢(shì)，23℃時(shí)最大強(qiáng)度為1.30MPa，在低溫條件-50℃時(shí)最大強(qiáng)度為3.90MPa，在低溫條件-55℃時(shí)最大強(qiáng)度達(dá)到5.30MPa，同時(shí)模量隨溫度下降也呈明顯上升趨勢(shì)。與之相反，最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率隨著條件溫度降低呈下降趨勢(shì)，23℃時(shí)最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率為270%，-50℃時(shí)最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率為237%，-55℃時(shí)最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率下降至195%。
當(dāng)條件溫度為-55℃時(shí)，從應(yīng)力-應(yīng)變曲線可見(jiàn)，試樣B還仍舊能保持其橡膠的彈性力學(xué)特性，還沒(méi)有達(dá)到其最低的極限使用溫度，在低溫-55℃條件下還可用于結(jié)構(gòu)粘結(jié)或耐候密封。但在-55℃低溫條件下，有模量明顯升高，在低溫應(yīng)用中需考慮是否能滿足設(shè)計(jì)要求。
總結(jié)
1、隨著溫度的降低，試樣A和試樣B拉伸粘結(jié)性測(cè)試結(jié)果最大拉伸強(qiáng)度、模量增大，最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率降低。硅酮密封膠在低溫下應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)該溫度下拉伸粘結(jié)性足夠關(guān)注。
2、硅酮密封膠一旦達(dá)到其最低極限使用溫度，極可能會(huì)完全失去其橡膠的彈性力學(xué)特性，在低于極限溫度使用時(shí)無(wú)法發(fā)揮其密封粘結(jié)性能，繼續(xù)使用會(huì)帶來(lái)較大的風(fēng)險(xiǎn)和隱患。
下篇，小編將為大家?guī)?lái)極端低溫下結(jié)合DSC分析，推斷硅酮密封膠在玻璃化溫度之上存在的結(jié)晶情況，敬請(qǐng)期待!
