前 言
硅酮結構膠作為幕墻或其它結構粘結裝配用材料，廣泛用于
板材與
金屬構架、板材與板材、板材與
玻璃肋之間的結構粘結[1,2]。在整個幕墻結構系統中，板材、
金屬材料、玻璃材料的使用壽命較長，而
硅酮結構膠作為
有機高分子材料，它的使用壽命相對其它材料而言較低。因此，我們非常關心影響硅酮結構膠使用壽命的因素。
硅酮結構膠的使用壽命與影響其
老化的因素有關。它在使用過程中，不可避免要受到紫外線、熱、機械
應力等外界因素的影響[3]，使
密封膠的內部發生物理或化學變化，性能變差，慢慢喪失其應起的作用。采用自然老化試驗來衡量
密封膠的使用壽命是最好的方法，但是試驗周期長，環境條件無法控制，且每個地區的環境因素有所不同，各個影響因素無法分離研究，無法掌握老化的規律。要在短時間內完成測試是一件不可能的事情。因此，人們往往采用人工加速老化的試驗方法在實驗室中來評價密封膠的使用壽命。人工加速老化試驗就是通過強化試驗條件，加快老化進程，大幅度縮短測試周期，很快獲得測試結果的方法。所以，在人工加速老化試驗中，我們首先要知道材料在實際應用過程中對老化影響的因素，然后通過一系列綜合的測試方法來模擬其在自然界中的影響因素，以此獲得密封膠使用壽命的客觀評價。
歐盟標準ETAG 002《結構密封膠裝配系統技術審核指南》和EN 15434《建筑用玻璃-結構或抗紫外線密封膠》在對
硅酮結構密封膠的人工加速老化試驗方法上比較多[4,5]。考察了硅酮結構膠在受到水-紫外線輻照、鹽霧、酸霧、清潔劑、高溫等環境因素方面的影響，在機械應力上，檢測了
拉伸試驗、
剪切試驗、撕裂試驗、機械疲勞、蠕變等
力學性能方面的性能。在評價硅酮結構膠老化后的性能，不僅僅要求性能指標不小于某一值，而且還要求性能的衰減速率不能太快，要至少保持標準條件下性能的75%。
本文針對硅酮結構膠在工程中的實際應用情況及其受到影響老化性能的條件，通過實驗分析了對密封膠使用壽命的影響因素。結合歐盟標準對硅酮結構膠的檢測方法，科學、合理來評價硅酮結構膠的使用壽命。
1. 實驗部分
1.1 試驗原料
硅酮結構密封膠是從市場上取得的國內外知名企業生產銷售的產品，然后按照標準試驗條件進行養護。
1.2 性能測試
硅酮結構密封膠的性能測試按照
GB 16776-2005、ETAG 002、EN 15434的檢測方法進行測試。
2. 結果與討論
2.1 影響硅酮結構膠使用壽命的因素
2.1.1 環境因素對硅酮結構膠使用壽命的影響
圖1為硅酮結構密封膠的拉伸
粘結強度與紫外光照射時間的關系。從圖1中可以看到，硅酮結構膠
固化后，在純紫外光的連續照射下，在初始階段， 最大拉伸粘結
強度略有升高，然后下降。隨后，隨著時間的增加，其最大拉伸粘結強度基本保持不變。這說明了硅酮結構膠在純紫外光的連續照射下其
拉伸粘結性能變化不大。這是由于硅酮結構膠的主要基本組成為107
硅橡膠（羥基封端聚二
甲基硅氧烷）），分子結構以硅-
氧化學鍵為主，其化學鍵能比紫外光的能量大。所以，紫外光產生的能量很難打斷硅氧化學鍵。這也是硅酮結構膠具有較長使用壽命的主要原因。
圖2為在水-紫外光共同作用下照射時間與
硅酮密封膠壽命的關系。牌號1、2、3、4均為硅酮結構膠。從圖2可以看到，在水與紫外光的共同作用下，硅酮結構膠體現出的壽命出現明顯的差別。對于牌號4產品，在經過700小時的共同作用下，硅酮結構膠與
基材就出現了
粘結破壞；對于牌號3產品，只經過了300小時的時間，硅酮結構膠與基材就出現了粘結問題；而對于牌號2產品和牌號1產品，經過2500小時的作用，硅酮結構膠仍然能夠保持其性能。結合圖1和圖2，這就說明了在硅酮結構膠在水和紫外光的共同作用下，不同產品的使用壽命就會出現巨大差異。因此，對于硅酮結構膠性能的考察，要從多方面進行。
圖3為在浸水的條件下浸泡時間與硅酮密封膠壽命的關系。牌號1、2、3、4均為硅酮結構膠。從圖中可以看到，在水的連續作用下，牌號4產品僅僅經過7天的時間，硅酮密封膠與基材就出現了脫粘現象，不能夠使用；對于牌號3產品，經過浸水63天的時間，硅酮密封膠與基材之間就出現了問題；而對于牌號2產品、牌號1產品，在水中浸泡13個月，密封膠仍然能夠保持其良好的性能。這說明同為硅酮結構密封膠，但是抵抗浸水的時間是有很大差別的。
2.1.2 機械應力對硅酮結構膠使用壽命的影響
圖4為不同牌號的硅酮結構密封膠在不用作用力下的拉伸粘結強度。硅酮結構密封膠用作在結構裝配系統中時，是要承受各種作用力的。圖4中硅酮結構膠是在標準狀況下充分養護后進行的三項力學性能測試——拉伸作用力、剪切作用力和撕裂作用力。黑色的柱狀圖代表硅酮結構膠受到的拉伸作用力，從圖中可以看到，六種牌號的硅酮結構膠的最大拉伸粘結強度不一樣，最低的如牌號4所示，為0.82MPa；最大的拉伸粘結強度為牌號5產品，為1.49MPa。對于硅酮結構膠受到的
剪切強度和
撕裂強度而言，最小的強度和最大的強度分別為牌號4和牌號5。但是對于同一牌號的硅酮結構膠，體現在
拉伸強度、剪切強度和撕裂強度的大小上就不一樣了。對于牌號1、2、4，最大的強度為拉伸強度；對于牌號5、6，最大的強度為剪切強度；對于牌號3，最大的強度為撕裂強度。這說明了不同的硅酮結構膠在最大粘結強度上體現出來所承受的作用力方式是不同的。
圖5分別為不同牌號的硅酮結構膠在標準條件下和高溫條件下受到的剪切作用力。從圖5中可以看到，硅酮結構膠在標準條件下不同牌號的密封膠體現出來的剪切強度大小不一樣。經過高溫剪切后，相對在標準條件下，剪切強度均有所降低，但是所降低的幅度大小一同。如牌號3、5、6產品的密封膠降低的幅度較大，而牌號1、2、4產品的密封膠降低的幅度較小。這說明了硅酮結構膠在不同條件下體現剪切性能是不一樣的。
2.2 解決硅酮結構膠使用壽命的辦法
硅酮結構膠在實際應用過程中受到的環境條件和機械應力非常復雜。因此，我們需要對影響其老化的因素進行綜合的測試和分析。歐盟標準ETAG 002《結構密封膠裝配系統技術審核指南》和EN 15434《建筑用玻璃-結構或抗紫外線密封膠》中對硅酮結構膠的檢測項目非常多，而且具有合理性。具體體現在以下幾點：
2.2.1 密封膠產品的一致性鑒定方面
歐盟標準增加了密封膠的紅外光譜分析和
熱失重分析。通過紅外光譜分析可以定性地檢測出密封膠中是否添加了對其使用壽命有害的物質；通過熱失重分析可以定量檢測出密封膠中添加的低沸點物質的量多少。通過這兩種方法的綜合分析，可以對不同廠家牌號的產品區分開來，也可以檢測出密封膠在
投標過程和供貨過程中是否使用的是同一牌號的密封膠產品。
2.2.2 綜合的環境因素對密封膠加速老化的檢測方面
歐盟標準在對密封膠老化的環境因素上檢測內容的非常多，條件也非常苛刻。不僅僅有水-紫外輻照試驗，而且在輻照時間上從國家標準的300小時提高到1008小時，并且紫外光的強度是國家標準紫外光強度的2~3倍，歐盟標準對水溫的要求比國家標準高，而且控制范圍更加嚴格。歐盟標準對密封膠受到的浸水實驗環境檢測也不一樣。歐盟標準要求水為建筑清潔劑水溶液，而國家標準要求水為去
離子水；對于水的溫度要求上歐盟標準比國家標準高；并且浸泡時間上歐盟標準是國家標準的3倍。
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