硅酮和有機膠二道密封的中空玻璃滲透性比較

　　5 環境因素對中空玻璃的影響和邊緣密封的性能要求

　　中空玻璃曝露在不同的環境和使用因素中，這些因素會對中空玻璃的平均壽命產生負面影響，關于該方面的文獻經常把這些影響分成物理影響(如溫度和壓力波動等)和化學影響(如大氣環境，化學品等)兩類。其中，有些環境影響，如陽光和水汽，會同時產生物理和化學作用。

　　高溫會加速大多數的物理和化學反應，例如使中空玻璃密封膠老化和使水汽或氣體透過邊緣密封擴散加速。溫度波動使中空玻璃內產生壓力變化。這些壓力會對邊緣密封產生機械應力，對小尺寸的作用最強，對邊緣密封形成最大的應力。此外，受熱后，如前所述，間隔條和玻璃板片的不同熱膨脹系數會導致剪切和剝離力作用在邊緣密封上。

　　邊緣密封的溫度受環境溫度每天和每年定期變化影響，從而使邊緣密封的溫度也相應的快速改變。據統計，在中空玻璃的使用期限內(以25年計)所引起的壓力波動，有2000次是由于大氣(氣候)引起的，約20000次是由陽光輻射引起的，約400000次是由風壓引起的。這些壓力波動會周而復始地作用在邊緣密封上，影響到中空玻璃的平均壽命。因此，一個良好的中空玻璃邊緣密封必須具備以下特性：

　　①耐候性，也就是抵抗環境因素(同時考慮物理性能和黏結性)。

　　②具有抑制邊緣密封運動的結構強度來使第一道密封的有效擴散橫截面積變化最小。

　　③在使用條件下具有較低的水汽及氣體滲透性。

　　6 作為第二道密封的中空玻璃特性

　　硅酮作為第二道密封的中空玻璃在苛刻的自然環境中能保持優良的性能是因為硅酮本身具有一些有機膠無法達到的化學特性。

　　(1)抗老化特性

　　硅酮高分子本身所具有的Si—O鍵具有很高的鍵能和較大的鍵角，所以對紫外線和波長280nm以下的大部分不可見光線來說是通透的，而且該Si-O鍵不會輕易被打斷。其次，硅酮分子間的相互作用力比較弱，分子鏈具有柔韌性，這就使得硅酮高分子具有很好的伸縮性并且幾乎不受環境溫度特別是極端高低溫的影響。

　　(2)彈性模量

　　有機膠的彈性模量（詞條“模量”由行業大百科提供）隨著溫度的升高而逐漸降低，從-20 ℃到70 ℃聚硫膠的模量會下降40%，聚氨酯會下降60%左右，而硅酮幾乎不受其影響，其模量基本保持不變。

　　(3)彈性恢復率

　　同樣，硅酮由于其固有的分子特性一般表現出很好的彈性恢復率，而有機膠則表現出其熱塑性，也就是隨著溫度的升高其彈性恢復率會逐漸降低

　　(見圖5)。

　　(4)吸水率

　　通過吸水，水和水汽能引起邊緣密封的自然應力和中空玻璃密封膠本身的膨脹。有機膠都是親水性（詞條“親水性”由行業大百科提供）的，一般表現出較高的吸水率，而經過特殊配方設計的密封膠(如DC3362)則表現出比一般硅酮密封膠更低的吸水率(見圖6)。

　　(5)高溫下的水汽擴散性

　　溫度在很大程度上影響著中空玻璃密封膠的水汽和氣體滲透性。隨著溫度的升高，水汽和氣體的擴散速度都會加快。中空玻璃第二道密封膠的水汽滲透性(WVP)在60 ℃時是20 ℃的6~8 倍，而且硅酮和聚硫的水汽滲透性在高溫時是差不多的(見圖7)。

　　統計結果表明，中空玻璃在低溫時一般不易失效，中空玻璃的失效一般都發生在高溫時段。雖然中空玻璃的邊緣密封每年曝露在30 ℃以上的時間只占(或少于)全年的20%，然而在這短暫的高溫季節里，中空玻璃經歷的損壞要比溫度30 ℃以下全年的其余時間里經歷的損壞高兩倍，這是因為高溫下有機膠密封的中空玻璃第二道密封在高溫下發生老化，老化后其黏結性、彈性模量、彈性恢復率等發生降級，而其水氣擴散性在高溫下又會加快，因此高溫伴隨著高濕會徹底降低中空玻璃的平均壽命。硅酮作為第二道密封的中空玻璃則不然，如前所述，高溫高濕下其吸水率要遠遠低于有機密封的中空玻璃，從而具有更好的耐久性。

　　7 結語

　　硅酮第二道密封的中空玻璃比有機膠二道密封的中空玻璃具有較低的水汽滲透率，是因為邊緣密封的滲透性幾乎完全由第一道密封(PIB)的滲透性決定，而且作為第二道密封的硅酮在黏彈性，特別是在實際使用條件下的抗拉強度和彈性恢復率方面要優于有機膠，因此其阻止水汽擴散進入第一道密封方面比有機膠表現得更好。邊緣密封的抗氣體擴散同時取決于第一道和第二道密封的滲透性。硅酮作為第二道密封的中空玻璃在實際的服務條件下測試也證實具有較高的耐久性和服務年限，是因為硅酮第二道密封的物理和黏結性能幾乎不受主要的環境老化因素，也就是紫外線，熱量和濕度的影響。

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