理论教育 室温硫化硅橡胶的制备方法及老化实验条件

室温硫化硅橡胶的制备方法及老化实验条件

时间:2023-07-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:本实验使用的是上海树脂厂生产的106室温硫化硅橡胶。制作模子的方法是在大小适中的纸盒内放入直径为4 cm的金属或其他材质的圆块,依厂商推荐的配比,调制好硅橡胶,倒入纸盒内,令硅橡胶完全浸没圆块。实验采用的丙烯酸树脂涂料是三和牌190光油,为透明无色的热塑性丙烯酸树脂。老化实验中所用的紫外光源有两种,分别是20 W的UV-C 和15 W的UV-A的紫外荧光灯管。

室温硫化硅橡胶的制备方法及老化实验条件

研究表明在阳光照射下的环氧树脂往往比在黑暗中保存的环氧树脂更快地发生变黄[3]。因此,为了延缓环氧树脂变色,避免阳光尤其是紫外线辐射带来的光损伤,在环氧树脂表面涂上吸收紫外能力强的涂料是一个比较理想的选择。理论上,紫外屏蔽涂料的优劣取决于其吸收紫外、可见光的波长范围和吸收率。在一定波长范围内,吸收的光线波长范围越宽、吸收能力越大,其对文物的紫外防护性能就越好。

本实验主要有两个部分组成:一是利用紫外-可见光谱测试保护涂料,包括丙烯酸树脂涂料、紫外吸收剂的紫外吸收光谱,从而推断出其对环氧树脂的保护效果;二是在老化箱内利用高强度的紫外线光源加速环氧树脂的变黄过程,以测试和验证紫外吸收剂的抗紫外线效果。

1.实验样品及其制备过程

(1)AAA超能胶。本实验所采用的环氧树脂粘合剂(AAA超能胶)是我国古陶瓷修复者普遍使用的商业产品,由红、蓝两管组成,依照厂家的要求以1∶1的比例混合,注入事先设计好的硅橡胶模子中,24小时后固化为无色透明的环氧树脂,样品统一为直径4厘米、5克~6克的圆块。制备好的环氧树脂样块在黑暗中保存,以防受到光线照射。

环氧树脂有很强的粘结性,但不会与硅橡胶粘合,所以需使用硅橡胶做模子。本实验使用的是上海树脂厂生产的106室温硫化硅橡胶。制作模子的方法是在大小适中的纸盒内放入直径为4 cm的金属或其他材质的圆块,依厂商推荐的配比,调制好硅橡胶,倒入纸盒内(切勿移动圆块),令硅橡胶完全浸没圆块。待硅橡胶固化后,撕去纸盒,取出圆块,就可以获得模子。然后依次在硅橡胶模子中浇注环氧树脂样块。

(2)丙烯酸树脂涂料(190光油)。实验采用的丙烯酸树脂涂料是三和牌190光油,为透明无色的热塑性丙烯酸树脂。用毛笔将其涂于环氧树脂样块的表面,质量控制在0.3克~0.4克范围内,待干燥成膜后置于黑暗中保存。

(3)紫外吸收剂。实验采用的1#紫外吸收剂为透明、微黄的粘稠液体,按照厂家推荐在丙烯酸涂料中加入5%的剂量,均匀涂于环氧树脂样块的表面,质量控制在0.3克~0.4克范围内。干燥后的涂层透明度降低,色泽偏白浊。

2.主要实验设备和测量仪器(www.daowen.com)

(1)白度测量。环氧树脂的白度变化使用DSBD-1白度仪进行测量,该仪器是以低功率的钙卤素灯作为光源,经聚光后形成平行光束照射到被测样品上,由于投射在样品表面的辐照通量是恒定的,但因样品表面的漫反射率不同,其漫反射的辐亮度也不同。该仪器即将测量样品表面漫反射的辐亮度与同一条件下完全漫反射的辐亮度相比,以测量样品的相对白度,100% 为理想中的绝对白度。

(2)紫外-可见光谱测试。紫外-可见光光度计(spectrophotometer)可以测量丙烯酸树脂涂料、紫外吸收剂的吸收光线波长的范围。本实验使用UV-3000型Spectrophotometer(HITACHI,1990),测试的波长范围是190 nm~900 nm。

(3)老化实验的紫外光源。老化实验中所用的紫外光源有两种,分别是20 W的UV-C 和15 W的UV-A的紫外荧光灯管。使用HR2000高分辨率光纤光谱系仪检测出两者发射的主要紫外光分别为λ=254 nm 和λ=365 nm。前者的能量大于后者,在较短的时间内就能促使环氧树脂变黄,但在博物馆室内,造成环氧树脂变黄的主要是300 nm~400 nm这个波段范围内的紫外线,所以采用365 nm的紫外光源更接近博物馆的实际情况。

利用ZDS-10数字照度计和紫外辐照计(UV-254、UV-365的探头)测出这两个光源的平均照度和紫外线辐照度,并计算出光源的紫外线密度,如下表1所示。

表1 UV-C与UV-A紫外光源的平均照度、紫外线辐照度和紫外线密度

*博物馆内所有的光源必须保证紫外线密度不超过75 μw/lum[4]

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