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铝型材尼龙隔热条在不同环境下的横向抗拉强度检测

   日期:2016-03-07     来源:芜湖精塑实业    作者:陈超    浏览:1588    评论:0    
20世纪30年代,德国、美国、英国等发达国家开始大面积采用建筑铝合金门窗、幕墙等产品,70年代末则开始进入我国。发展至今,我国已成为世界第一大铝合金门窗、幕墙生产国和消费国。伴随着铝合金门窗、幕墙的出现,隔热技术也在不断发展。在欧洲,隔热条已有40多年的发展,而在我国使用则在2000年后,随着10多年的发展,新型隔热铝合金门窗、幕墙逐渐被人们认可,且每年以10%左右增速增长。
 
在多种隔热条中尤以尼龙隔热条线膨胀系数与铝合金最为接近,性能最好,被广泛采用。尼龙隔热条国家标准也相应制定,但在实际检测过程中,由于各厂家检测环境、夹具等因素难以控制一致,因而导致检测结果差异较大,常出现高温横向抗拉强度指标很高,而室温横向抗拉强度低,甚至不合格现象。
 
故本文主要从尼龙隔热条的检测环境入手,研究不同检测环境下尼龙隔热条横向抗拉强度的变化,为广大尼龙隔热条生产制造企业及铝合金门窗、幕墙企业在检测尼龙隔热条强度时提供参考方法。
 
1. 实验部分

1.1 试验材料
 
1)I14.8尼龙隔热条,由芜湖精塑实业有限公司生产;
 
1.2 主要检测仪器和设备
 
1)万能试验机:型号:GP-TS2000S30KN,荷重分辨率:1/200000,荷重准确度:±0.5%,速度选择:0.05-500mm/min,速度准确度:±0.5%,深圳高品检测设备有限公司;
 
2)高低温试验箱:型号:TEMP880,温度范围:-40-150℃,温度波动度:±0.5℃,温度允许偏差:±2℃,深圳高品检测设备有限公司;
 
3)游标卡尺:型号:SF2000,测量范围:0-150,分辨率:0.01,桂林广陆数字测控股份有限公司;
 
4)千分尺:测量范围:0-25mm,分度值:0.01mm,哈尔冰量具刃具集团有限责任公司;
 
1.3 横向抗拉强度检测
 
尼龙隔热条横向抗拉强度测定按GB/T23615.1-2009中相关规定进行式样锯制和检测。
 
2 结果与讨论
 
2.1 不同温度对尼龙隔热条横向抗拉强度的影响
 
图1为不同温度对尼龙隔热条横向抗拉强度的关系。从图1中可以看出,随着检测环境温度的升高,尼龙隔热条室温横向抗拉强度逐渐降低,且降低幅度较大,当温度从23℃升至60℃时,室温横向抗拉强度降低约32.3%,而高温横向抗拉强度无明显变化趋势,强度相近。
 
表1 不同温度下尼龙隔热条横向抗拉强度
 
(检测环境湿度为50%)
 
不同温度下铝型材尼龙隔热条横向抗拉强度
 
室温横向抗拉强度与检测环境温度称反比关系,环境温度的升高使得尼龙66分子链产生了流动,热膨胀导致原子距离加大,分子间力减小,从而变得柔顺,强度降低。
 
通过图1可以发现,当温度由40℃升至60℃时,隔热条的强度下降线性较强,且下降幅度较大,这是由于在湿度为50%的条件下,尼龙66的玻璃化转变温度(Tg)较低,为35℃左右,当温度超过这一温度时,尼龙66由玻璃态转变为高弹态,强度变化明显。
 
而高温横向抗拉强度基本相同,这是由于在高低温试验箱中,相对处于封闭环境,而试验箱中的温度恒定,为90℃,湿度很低,约为15%,此时,隔热条主要受温度的影响,隔热条一直处于高弹态,处于稳定的状态,且湿度一定,故而强度相对稳定,基本无变化。
 
温度与铝型材尼龙隔热条横向抗拉强度的关系
 
图1 温度与铝型材尼龙隔热条横向抗拉强度的关系
 
通过多项式拟合结果可以得出,隔热条室温横向抗拉强度的回归方程为:y=-0.001x2-0.790x+121.0,其中x为检测环境温度,且R2值为0.996,拟合效果较好。
 
2.2不同湿度对尼龙隔热条横向抗拉强度的影响
 
图2为不同湿度与尼龙隔热条横向抗拉强度的关系。从图2可以看出,随着检测环境湿度的增加,隔热条室温横向抗拉强度逐渐降低,有表2可知,当湿度由30%增至70%时,室温横向抗拉强度降低约8.0%,相对于温度对其的影响,湿度对隔热条强度的影响较小,而高温横向抗拉强度亦没有较大变化,强度相近。
 
表2不同湿度下尼龙隔热条横向抗拉强度
 
(检测环境温度为23℃)
 
不同湿度下铝型材尼龙隔热条横向抗拉强度
 
尼龙66的Tg在绝对干燥状态下为78℃,在50%的相对湿度下为35℃,在100%的相对湿度下为-15℃,随着相对湿度的增加,尼龙66Tg逐渐降低。当相对湿度超过50%时,尼龙66Tg进一步降低,可能低于室温23℃,而当尼龙66Tg低于室温时,强度降低显著,当相对湿度为70%时,降低幅度最大,最为明显。
 
高温横向抗拉强度则同温度对其影响相似,基本保持恒定,在高低温试验箱中温湿度基本恒定,且受外界影响较小,可视为一个相对密闭的环境系统,在此环境下隔热条的强度基本稳定不变,因而高温横向抗拉强度受湿度影响很小。
 
湿度与铝型材尼龙隔热条横向抗拉强度的关系
 
图2 湿度与尼龙隔热条横向抗拉强度的关系
 
同样,通过多项式拟合结果可以得出,隔热条室温横向抗拉强度的回归方程为:y=-0.003x2+0.116x+102.6,其中x为检测环境湿度,且R2值为0.981,拟合效果较好。
 
3 结论

本文研究了在不同检测环境下(温度与湿度)尼龙隔热条横向抗拉强度(室温和高温)。结果表明:检测温度和湿度对尼龙隔热条横向抗拉强度有较大影响,随着检测环境温度与检测环境湿度的增加,隔热条室温横向抗拉强度逐渐降低,且检测环境温度的影响较大,而高温横向抗拉强度受检测环境影响很小。
检测环境温度与检测环境湿度对隔热条室温横向抗拉强度有较大影响,且在标准检测环境要求下,检测环境温度对隔热条的室温横向抗拉强度影响程度较大,而高温横向抗拉强度受检测环境的影响较小。检测环境对尼龙隔热条检测结果有直接且较大影响,在检测过程中务必要按照标准要求进行环境温、湿度控制,以达到检测结果的准确性。
 
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