夾層玻璃用高性能PVB薄膜的制備和性能研究.pdf

1、聚乙烯醇縮丁醛簡稱PVB，是聚乙烯醇和丁醛在少量礦物酸的催化下的縮合產物。PVB堅韌靈活、粘結力強并且常溫下抗沖擊強度出色，這些性能使其廣泛應用于夾層玻璃的玻璃夾層原料。然而，相比于上述卓越特性，PVB的熱穩(wěn)定性相形見絀，并成為在高溫下削弱其力學性能的主要原因。商業(yè)生產的PVB大都添加增塑劑以改善其力學強度，而增塑劑的加入又降低了PVB的玻璃化溫度等熱學性能。PVB中醛基及羥基的含量也一定程度上決定了PVB的熱學和力學性能。無機物二氧化

2、鋯(ZrO2)強度高、熱穩(wěn)定性卓越。所以本實驗的目的是通過溶膠凝膠法將ZrO2納米粒子摻雜至四種PVB中以改善PVB的熱學和力學性能，進而用改進的PVB-ZrO2雜化薄膜作為夾層制作試驗用夾層玻璃并且測試其抗沖擊強度、透明度等力學和光學性能。本實驗中根據縮醛度即羥基含量的不同，四種PVB試樣記為PVB60H、塑化PVB60H、PVB60HH、PVB60T，其中縮醛度最低為T而縮醛度最高為HH。對試驗制得的PVB-ZrO2雜化薄膜及制得的

3、夾層玻璃進行一系列如動態(tài)機械分析(DMA)、熱機械分析(TMA)、拉伸試驗、抗沖擊測試和光學透明度測試后發(fā)現以下結果：
　　 動態(tài)機械分析結果顯示PVB分子中所含羥基含量越高，PVB的玻璃化溫度(Te)的值就越高：PVB60HH中的羥基含量為12-16％，而PVB60T中的羥基含量24-27％；同樣為含10wt％ZrO2納米粒子的PVB60HH-ZrO2和PVB60T-ZrO2，后者的Te就比前者高10℃左右。增塑劑降低了PVB

4、的玻璃化溫度，而摻雜一定含量的ZrO2納米粒子并經較高溫度下退火處理可有效提高PVB-ZrO2雜化薄膜的Tg，并有效減緩Te以上PVB薄膜儲能模量的下降趨勢。熱機械分析結果顯示，ZrO2可與PVB中羥基反應生成交聯網絡結構，從而使雜化薄膜的絕對熱膨脹系數下降1到2個數量級。此外，ZrO2納米粒子和較高的退火溫度提升了薄膜的楊氏模量但同時降低斷裂伸長，增強薄膜的硬度并獲得適當的韌度。將摻雜2.5-10 wt％的ZrO2納米粒子并經過高溫退

5、火后的PVB薄膜制成試驗用夾層玻璃后，其抗沖擊性能得以改善。其中，由于粘結性能優(yōu)越、拉伸強度與斷裂伸長適中，摻雜2.5/5/10wt％ZrO2納米粒子、退火溫度為100℃的PVB60HH-ZrO2夾層玻璃其抗沖擊性能可與同等ZrO2含量和退火溫度的塑化PVB60H-ZrO2夾層玻璃相媲美。在透光度方面，摻雜10wt％的ZrO2納米粒子不會影響玻璃的透明度，但塑化PVB薄膜的夾層玻璃的透明度比其他三種夾層玻璃低3-5％。PVB60H/塑化