夾層玻璃中間層材料剪切模量的測(cè)量方法

夾層玻璃是由一層玻璃與一層或多層玻璃、塑料材料夾中間層而成的玻璃制品，中間層是介于玻璃之間或玻璃與塑料材料之間起粘結(jié)和隔離作用的材料，使夾層玻璃具有抗沖擊、陽(yáng)光控制、隔音等性能；

夾層玻璃的特點(diǎn)是安全—即使破碎，也不會(huì)對(duì)人造成傷害，如汽車(chē)風(fēng)擋玻璃；阻擋紫外線(xiàn)，減少物體退色。

PVB膠片可以減少達(dá)到99%以上的紫外線(xiàn)；缺點(diǎn)是降低采光性能、玻璃自重增加。

前言

隨著工業(yè)科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，為了適應(yīng)玻璃中間層的不斷變化，追求更高的能源效率， 夾層玻璃的生產(chǎn)工藝也發(fā)展起來(lái)，真空層壓和快速熔合射頻層壓等制造技術(shù)也不斷涌現(xiàn)出來(lái)。

夾層玻璃發(fā)展簡(jiǎn)述

夾層玻璃的主要組成，是通過(guò) 高壓釜、間歇式或者是連續(xù)式真空層壓，及現(xiàn)場(chǎng)澆注以及快速熔合射頻層壓技術(shù)加工完成的。夾層玻璃一改傳統(tǒng)玻璃又脆又硬的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于車(chē)上風(fēng)擋玻璃、透明窗口、營(yíng)業(yè)廳等的隔離間斷。夾層玻璃避免了傳統(tǒng)玻璃在破碎的情況下出現(xiàn)的扎傷人、割傷事件上的發(fā)生。這種玻璃中間的夾層，可以使玻璃在損壞的情況下聚合玻璃碎片，從而減少玻璃碎片對(duì)人體的傷害。這種夾層玻璃還可以做為抵御沖擊物與穿透物的攻擊。從而具有安全性、隔音性以及 太陽(yáng)能量控制性等特性。所以還有綠色產(chǎn)品的特性。

夾層玻璃在早期，主要使用硝酸纖維素及醋酸纖維素做為夾層物。自1938年夾層玻璃被DUPONT公司用于汽車(chē)風(fēng)擋玻璃以后，才大量的應(yīng)用起來(lái)，也開(kāi)啟了夾層玻璃工業(yè)的序幕。自發(fā)明以來(lái)，發(fā)展至2009年時(shí)，我國(guó)的夾層玻璃產(chǎn)量已經(jīng)高達(dá)4200萬(wàn)平方米。

夾層玻璃的制造工藝

PVB在夾層玻璃中的使用范圍較廣，這是最早應(yīng)用于工業(yè)玻璃中夾層的樹(shù)脂。玻璃夾層制造工藝，高壓釜層壓工作，就是對(duì)這一層進(jìn)行制造的工藝，這也是夾層玻璃制造工藝中的關(guān)鍵部位。這種材料的應(yīng)用，直至今天在行業(yè)當(dāng)中仍然占據(jù)著重要的位置。夾層玻璃制造工藝流程主要有： pvb膠片的選用、保存，合片室的環(huán)境、玻璃片清潔度、合片方式、預(yù)熱預(yù)壓、高壓釜內(nèi)玻璃的操作技術(shù)等。

在這些制作工藝流程中，夾層玻璃的流程中，合片工藝、玻璃預(yù)熱預(yù)壓工藝、玻璃在高壓釜內(nèi)的操作這幾種制作工藝，是制作流程中較有難度的工藝流程，對(duì)這幾個(gè)環(huán)節(jié)的分析與研究，是保證夾層玻璃質(zhì)量關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以對(duì)這部分的制作工藝進(jìn)行深入的探討。

1、合片操作工藝

對(duì)玻璃進(jìn)行合片操作時(shí)，首先要選擇適合玻璃寬度的PVB膠片，并且要保持膠片的清潔，避免用手直接接角膠片和玻璃，將PVB膠片自然展平，不要拉伸，對(duì)齊玻璃的內(nèi)外片，不能有參差不齊感，要查看預(yù)留的標(biāo)志是否重合，而后切除多余的膠片，在進(jìn)行切割操作時(shí)，要使刀片保持傾斜，在合片邊緣留出0.5mm～2mm膠片，為了避免膠片收縮引起縮膜現(xiàn)象。合好膠片與玻璃合片以后，套真空橡皮圈，并查看密封條，在玻璃四周受到的拉力要均勻，然后對(duì)玻璃進(jìn)行冷抽使合片中間的空氣排除干凈，且冷抽時(shí)間應(yīng)不低于5min。

2、玻璃預(yù)熱預(yù)壓工藝

玻璃夾合好PVB膠片，抽空空氣以后，對(duì)合好的玻璃進(jìn)行預(yù)熱預(yù)壓操作。進(jìn)行預(yù)熱預(yù)壓操作的 設(shè)備有三種，一種是預(yù)熱預(yù)壓箱，由于其設(shè)備簡(jiǎn)單且投資小、能耗低，所以被多家生產(chǎn)廠家所青睞。但是預(yù)熱預(yù)壓箱的缺點(diǎn)是效率低，無(wú)法適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；傳動(dòng)型立式與臥式的預(yù)熱預(yù)壓機(jī)，這二種機(jī)械在生產(chǎn)上效率較高，適合規(guī)?；a(chǎn)。二者區(qū)別是，在放置玻璃完成預(yù)熱預(yù)壓工作時(shí)，玻璃的放置方式，一個(gè)是立放，一個(gè)是平放。立式預(yù)熱預(yù)壓機(jī)對(duì)玻璃進(jìn)行空氣抽空操作時(shí)，對(duì)玻璃的弧度影響小。而臥式預(yù)熱 熱壓機(jī)對(duì)玻璃進(jìn)行空氣抽空操作時(shí)，由于玻璃平放，在自身的重力與抽真空壓力的影響下，對(duì)玻璃的弧度產(chǎn)生影響。所以臥式預(yù)熱預(yù)壓機(jī)在對(duì)大規(guī)格玻璃的制作上更為適宜。

3、玻璃在高壓釜內(nèi)的操作工藝

高壓釜內(nèi)的制作工藝，是夾層玻璃生產(chǎn)的最后一道工序。經(jīng)過(guò)預(yù)熱預(yù)壓處理的玻璃，為了使PVB膠片與玻璃合片更好的粘結(jié)在一起，還要經(jīng)過(guò)恒溫高壓處理，才能夠使用。恒溫高壓處理要在高壓釜內(nèi)操作，首先將粘合在一起的夾層玻璃的半成品，每片之間進(jìn)行隔離，放入高壓釜專(zhuān)用臺(tái)架上，并使其牢固，然后緊閉釜門(mén)，對(duì)釜內(nèi)加壓充氣，當(dāng)釜內(nèi)氣壓達(dá)到0.75MPa左右時(shí)，停止對(duì)釜內(nèi)充氣。這是由于夾層玻璃邊緣未粘合牢固，為了使玻璃夾層中間的空間在壓力的作用下溢出，而不致于空氣從邊緣處進(jìn)入夾層內(nèi)。釜內(nèi)溫度達(dá)到130℃左右時(shí)，立即停止加熱，并保持這個(gè)溫度。此時(shí)夾層玻璃已經(jīng)能夠粘合，對(duì)釜內(nèi)進(jìn)行二次加壓，由于玻璃已經(jīng)達(dá)到粘合溫度，故這次加壓不會(huì)使空氣進(jìn)入夾層中，待壓力達(dá)到1.2MPa時(shí)，停止加壓并保持壓力平衡，持續(xù)經(jīng)過(guò)1h～1.5h以后，降低釜內(nèi)的溫度到50℃時(shí)，開(kāi)始對(duì)釜內(nèi)進(jìn)行排氣降壓，直至空氣完全排出，開(kāi)啟釜門(mén)推出玻璃。夾層玻璃制作至此，還有收尾工作，即是對(duì)玻璃進(jìn)行逐片檢查，針對(duì)合格產(chǎn)品，進(jìn)行修剪。割除周?chē)嘤嗄z片；對(duì)含有氣泡和脫膠的玻璃進(jìn)行挑選修補(bǔ)，重新進(jìn)釜加壓加溫。

隨著生產(chǎn)工藝的不斷提高，大多數(shù)高壓釜都具有自動(dòng)控制的功能，在實(shí)際操作中，根據(jù)夾層玻璃自身特點(diǎn)與實(shí)際情況，進(jìn)行加工。

合片后玻璃常出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題

由于夾層玻璃是針對(duì)玻璃片進(jìn)行多層真空熱壓完成制作工藝的，故玻璃合片以后，會(huì)出現(xiàn)炸裂的現(xiàn)象，還有的玻璃出現(xiàn)弧度較差的情況，也有邊緣夾雜氣泡、卷縮或者是摻夾雜物等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象都嚴(yán)重影響了夾層玻璃的質(zhì)量。這些炸裂現(xiàn)象形成的原因主有這樣幾種：

1、玻璃成型以后，夾層玻璃的中間粘結(jié)層，由于內(nèi)應(yīng)力的作用下，導(dǎo)致玻璃自爆；

2、玻璃中間粘結(jié)層的內(nèi)應(yīng)力，主要是由于外片玻璃與內(nèi)片玻璃在合片時(shí)，弧度的放置不吻合，致使二片玻璃在合片過(guò)程中產(chǎn)生夾層問(wèn)題從而引起自爆；

3、玻璃在熱彎過(guò)程中，如果降溫速度過(guò)快，也會(huì)使玻璃出現(xiàn)梯度引起新的應(yīng)力產(chǎn)生，造成自曝；

4、如果高壓釜降溫過(guò)快也會(huì)引起玻璃的炸裂現(xiàn)象；

5、玻璃經(jīng)過(guò)熱彎成型，這時(shí)為了促使玻璃成形而加大外力，玻璃應(yīng)力不均時(shí)也會(huì)使玻璃產(chǎn)生炸裂；

6、在玻璃裝入高壓釜時(shí)，如果玻璃片直接接觸金屬，或者是邊部夾子力度過(guò)大，都容易使玻璃炸裂；

7、合片后的玻璃炸裂的現(xiàn)象，在安裝時(shí)的外力的作用下，也會(huì)發(fā)生。例如玻璃的弧度同安裝位置的弧度不符，從而使安裝時(shí)玻璃受到外力的作用較大，在使用一段時(shí)間以后，也會(huì)發(fā)生炸裂現(xiàn)象。

預(yù)防夾層玻璃自曝措施與能源效率分析

為了有效預(yù)防夾層玻璃的自曝現(xiàn)象，并從能源效率的觀點(diǎn)出發(fā)，以預(yù)防夾層玻璃自曝現(xiàn)象為主，并要及時(shí)對(duì)存有氣泡與空氣的玻璃進(jìn)行重新回收利用，即可以節(jié)約資源，又減少成本支出，使能源效率最大化。在對(duì)夾層玻璃自曝現(xiàn)象的預(yù)防，要從這樣幾方面進(jìn)行改善：

1、弧度不吻合：

建議外片玻璃在出爐以后用記號(hào)筆在內(nèi)片與外片相對(duì)應(yīng)的部位進(jìn)行明顯的標(biāo)記，避免二片玻璃的標(biāo)記不同，要完全重合。在對(duì)玻璃合片的過(guò)程中要參照此標(biāo)記進(jìn)行合片，避免玻璃出現(xiàn)問(wèn)題引起自爆的現(xiàn)象。

2、邊緣脫膠現(xiàn)象：

在對(duì)玻璃進(jìn)行包裝與運(yùn)輸過(guò)程中，要用塑料布包覆，使用專(zhuān)用夾層玻璃封邊防止膠膠病變現(xiàn)象，這對(duì)預(yù)防脫膠引起的曝裂效果較好。

3、膠合層氣泡現(xiàn)象：

首先對(duì)夾層膠片要注意保管，對(duì)于開(kāi)封的膠片，要24小時(shí)控制溫度與濕度，溫度在18℃-25℃內(nèi)保存，溫度保持在20％-30％左右為宜。

結(jié)語(yǔ)

夾層玻璃的生產(chǎn)工藝，主要是通過(guò)壓力將PVB膠片夾到玻璃中間，起到避免玻璃碎片傷人、加固與防止攻擊等作用。這種夾層玻璃最初使用于汽車(chē)的風(fēng)檔中，隨著制造工藝的不斷進(jìn)步，使用的范圍也越來(lái)越廣，其制作工藝也在不斷的提高。預(yù)壓預(yù)熱機(jī)的發(fā)展，使夾層玻璃的預(yù)熱預(yù)壓工藝有了進(jìn)一步的提升，產(chǎn)業(yè)化的道路不斷的發(fā)展起來(lái)。這為夾層玻璃的應(yīng)用帶來(lái)了廣闊的發(fā)展空間，由于夾層玻璃能源消耗大的特點(diǎn)，所以在生產(chǎn)中，在精益求精，在加工過(guò)程中容易出現(xiàn)的自曝現(xiàn)象，要嚴(yán)格控制，并對(duì)產(chǎn)生氣泡或質(zhì)量不過(guò)關(guān)的產(chǎn)品實(shí)行回收利用，以利于資源節(jié)約，使能源效率達(dá)到最大化。

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