楊成梅

摘 要：針對(duì)國(guó)內(nèi)對(duì)外墻外保溫的膠粘劑有效成分含量檢測(cè)困難的問題，提出一種溶出分離的方法。為驗(yàn)證該方法的可行性，以某工程外墻中的抹面砂漿硬化體作為樣品，在樣品預(yù)處理的基礎(chǔ)上，采用溶出分離的方法，選擇甲苯、乙酸乙酯、丙酮作為溶解試劑，從而提取抹面砂漿硬化體中的共聚物粘膠劑。然后用傅里葉變換紅外吸收光譜儀、綜合熱分析儀分析了樣品中聚合物含量。結(jié)果表明，在得到的7g樣品中，測(cè)定得到聚合物組分含量為3.2%;通過紅外光譜與示差掃描量熱證實(shí)，該樣品中含有的有效聚合物成分為乙烯-醋酸乙烯共聚物。

關(guān)鍵詞：外墻外保溫系統(tǒng);膠粘劑;聚合物成分;成分

中圖分類號(hào)：TU58;TQ430.7+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2021）07-0038-04

Detection of Effective Component Content of Adhesive Used in the External Thermal Insulation

Yang Chengmei

（School of Applied Engineering ， Urumqi Vocational University， Urumqi 830002， China）

Abstract：In order to solve the problem that it was difficult to detect the effective component content of adhesives for external wall insulation in China， a dissolution separation method is proposed. In order to verify the feasibility of this method， the hardened body of the plastering mortar in the exterior wall of a certain project was used as a sample. Based on the sample pretreatment， the method of dissolution and separation was adopted， and toluene， ethyl acetate， and acetone were selected as dissolving reagents to extract copolymer adhesive in hardened body of plastering mortar. Then the polymer content in the sample was analyzed by means of Fourier transform infrared absorption spectrometer， comprehensive thermal analyzer. The results show that in the obtained 7g sample， the polymer component content was determined to be 3.2%; it was confirmed by infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry that the effective polymer component contained in the sample was ethylene-vinyl acetate copolymer.

Key words：exterior wall insulation system; adhesive; polymer composition; component

外墻外保溫因?yàn)楦魺帷⒈氐刃阅?，在我?guó)建筑中被廣泛運(yùn)用。粘膠劑作為外墻外保溫系統(tǒng)的重要組成部分，其有效成分直接決定了墻外保溫體系的性能。因此，做好外墻外保溫墻中粘膠劑成分的測(cè)定，對(duì)做好外墻外保溫墻體的質(zhì)量具有非常重要的作用和價(jià)值。但國(guó)內(nèi)針對(duì)外墻外保溫粘膠劑有效成分的檢測(cè)方式還不統(tǒng)一，缺乏有效的檢測(cè)手段，從而無法直接對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)中的聚合物砂漿質(zhì)量進(jìn)行控制。為尋找一種有效的用于外墻外保溫膠粘劑成分含量檢測(cè)的方式，國(guó)內(nèi)部分專家進(jìn)行了研究，如李建偉（2019）等人對(duì)外墻保溫用膠粘劑測(cè)試方法進(jìn)行探討，但并沒有從根本解決外墻外保溫的膠粘劑有效成分測(cè)定問題;劉彤（2016）則提出采用微觀觀察的方式進(jìn)行測(cè)定，但卻沒有進(jìn)行定量計(jì)算。因此，為尋找一種更準(zhǔn)確的檢測(cè)方法，本研究嘗試從微觀觀察和定量成分計(jì)算的角度，對(duì)外強(qiáng)外保溫中的膠粘劑有效成分進(jìn)行測(cè)定。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

本試驗(yàn)所用試劑與儀器如表1、表2所示。

1.2 試驗(yàn)原理

用微觀檢測(cè)分析技術(shù)對(duì)聚合物有效成分的種類和含量進(jìn)行綜合分析。具體試驗(yàn)原理為：用溶出分離法對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)粘膠劑中含有的乙烯-醋酸乙烯共聚物、羧基二丁酸-苯乙烯共聚物和丙烯酸共聚物進(jìn)行分離富集。用偏光顯微鏡、傅里葉變換光譜、示差掃描量熱和多晶X射線衍射等工具對(duì)分離富集得到的聚合物成分進(jìn)行定性和定量分析。

1.3 試驗(yàn)流程

1.3.1 樣品預(yù)處理

本試驗(yàn)樣品采用某工程實(shí)體樣本，提前去除樣品上附著的建筑材料和垃圾，做好準(zhǔn)備工作后，對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)。具體步驟為：

（1）將處理好的樣品和濾紙用ct-c型電熱鼓風(fēng)控溫干燥箱于80℃下烘干至恒重。

（2）利用試樣粉碎機(jī)將試樣粉碎，然后研磨，直至樣品全部通過0.075mm孔徑的方孔篩。

1.3.2 樣品中聚合物有效成分分離處理

（1）取少量經(jīng)過預(yù)處理的樣品平均分成3份，每份約0.6g，分別放于50mL標(biāo)口三角瓶中，取20～25mL甲苯、乙酸乙酯、丙酮分別與樣品混合均勻，蓋上瓶塞后靜置45min。

（2）待溶液底部有沉淀產(chǎn)生后，取沉淀物在載玻片上攤平，觀察固體顆粒溶脹程度，圖1為脹程度高的溶劑溶出分離結(jié)果。

（3）從圖1可看出，溶劑對(duì)洋品的聚合物均有不同程度的溶脹，其中乙酸乙酯的溶脹程度較大。綜合考慮乙酸乙酯的物理特性，故選擇乙酸乙酯為良溶劑提取聚合物。

（4）將樣品均化混合后，平行分為兩份，并用JA5003型電子天平稱取樣品，保證每份樣品質(zhì)量為5g，稱取時(shí)樣品質(zhì)量應(yīng)精確到0.1mg，記為m1。

（5）考慮在試驗(yàn)過程中，溫度、濕度、濾紙以及濾紙包裹樣品的形狀對(duì)電子天平的影響。所以在稱取樣品前，需要先將濾紙疊成紙包放在電子天平上，待天平穩(wěn)定后記錄濾紙重量，確保每份樣品的質(zhì)量精準(zhǔn)度。

（6）將樣品用干濾紙包裹，置于脂肪提取器的淋洗管，將300mL乙酸乙酯和沸石加入蒸發(fā)瓶，打開電熱套。電熱套電壓為120V～160V。用回流淋洗樣品，淋洗時(shí)間為8h，樣品恒重后，將回流的上清液收回。

（7）將淋洗后的樣品放置于ct-c型電熱鼓風(fēng)控溫干燥箱于80℃下烘干至恒重，烘干后的質(zhì)量記為m2。

1.3.3 去除雜質(zhì)影響

用脂肪提取器淋洗樣品和提取樣品里聚合物的過程中，不當(dāng)操作可能導(dǎo)致回流上清液中混入粘膠劑樣品的無機(jī)組分，對(duì)粘膠劑中聚合物的判定產(chǎn)生不良0影響。通過X攝像衍射儀測(cè)定樣品中聚合物在溶出過程中，是否有無機(jī)組分混入。具體過過程為：

（1）取經(jīng)過脂肪提取器淋洗回收的上清液1mL，滴在X射線衍射方形凹槽的樣品板上，再將滴有上清液的樣品板置于紅外干燥箱中，烘干后做X射線衍射譜圖。

（2）將樣品的X射線圖與非晶態(tài)物質(zhì)的X射線衍射圖進(jìn)行對(duì)比，確定是否有無機(jī)組分混入。若回流的上清液中有無機(jī)組成的存在，則X射線衍射儀除少數(shù)散漫峰之外，還會(huì)疊加明銳的結(jié)晶峰，如圖2所示。

若回流的上清液中沒有無機(jī)組分存在，則X射線衍射儀則只有少數(shù)散漫峰，如圖3所示。

（3）若有無機(jī)組分存在，則該溶出物不可用，需要重新進(jìn)行溶出分離的步驟。若未檢出無機(jī)組分的存在，則該溶出物可用。

1.4 成分檢驗(yàn)

1.4.1 紅外光譜分析

紅外光譜工作原理是用一定頻率的紅外線聚焦照射被分析的樣品，通過樣品中某些基團(tuán)與紅外線產(chǎn)生的共振被記錄，進(jìn)而得到成分特征的反饋。將其和已知物質(zhì)光譜比較即能判斷該聚合物中化學(xué)物的類型和結(jié)構(gòu)，具體試驗(yàn)步驟為：

（1）將KBr晶體用瑪瑙研缽研磨成細(xì)粉，為使壓出晶片的效果更好，KBr晶體被研磨的越細(xì)越好。

（2）將磨細(xì)的KBr粉末在烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干，烘干的時(shí)間和溫度分別為24h和120℃。將樣品環(huán)提前用無水乙醇清洗并干燥，將經(jīng)過烘干的KBr粉末放入樣品環(huán)，在壓片機(jī)上進(jìn)行加壓，直至壓力達(dá)到12t，保持3min，當(dāng)KBr晶片為透明狀即可。

（3）傅里葉變換紅外光線光譜儀的掃描背景為上述試驗(yàn)制備的KBr晶片。把經(jīng)過RE-201D旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮后的樣品滴在KBr晶片上，在烘箱內(nèi)烘干，烘干溫度為80℃。烘干后用傅里葉變換紅外光線光譜儀繪制出傅里葉變換紅外光線光譜圖。

1.4.2 差示掃描量熱

利用DSC-100差示掃描量熱儀對(duì)樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，通過DSC圖與已知聚合物的DSC圖對(duì)比，進(jìn)一步確定溶出物中聚合物的類型。具體操作步驟為：打開氮?dú)忾_關(guān)，并將氮?dú)庹{(diào)整到0.1MPa。打開制冷機(jī)和電源開關(guān)，待儀器自檢完成后打開計(jì)算機(jī)。操作計(jì)算機(jī)并將制作好的空白坩堝放在爐子內(nèi)側(cè)，將裝樣品的坩堝放在爐子的外側(cè)。開啟差示掃描量熱儀對(duì)樣品進(jìn)行檢驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，溫度到40℃時(shí)，取出樣品，得到樣品DSC圖。

1.4.3 定量分析

將經(jīng)過RE-201D旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮后的樣品在烘箱內(nèi)烘干，烘干溫度為80℃。待聚合物表面出現(xiàn)一層薄膜后停止烘干。取出聚合物薄膜，采用上海久濱儀器生產(chǎn)的SDT-Q600型綜合熱分析儀對(duì)溶出物中聚合物的成分進(jìn)行檢測(cè)，確定聚合物有效成分的百分含量P，精確至0.1%。為避免測(cè)定的熱失重值失真，導(dǎo)致測(cè)試值偏小或者大于100%的現(xiàn)象。在SDT-Q600型綜合熱分析儀使用前需，需要天平穩(wěn)定后將天平數(shù)據(jù)清零，用小坩鍋將樣品裝完后，將爐子關(guān)閉，天平穩(wěn)定后進(jìn)行試驗(yàn)。計(jì)算受檢樣本分離前后質(zhì)量差，3次平行試驗(yàn)后，結(jié)果偏差小于處理前的0.1%，將3次平行試驗(yàn)的結(jié)果平均值記為m。聚合物有效成分含量X如下：

式中，X為受檢樣品中聚合物的有效成分百分含量;m1表示受檢樣本溶出分離處理前的質(zhì)量，單位為g;m為受檢樣本溶出分離處理前后的質(zhì)量差，單位為g;P為從受檢樣本中溶出分離的聚合物有效成分的百分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅外光譜分析

圖4為樣品經(jīng)傅里葉變換紅外光線光譜儀掃描結(jié)果，從圖4看的出來，在1241cm-1、1125cm-1、1023cm-1、946cm-1、794cm-1、606cm-1處存在較為明顯的吸收峰，這與乙烯-醋酸乙烯共聚物的光譜結(jié)果一致。

2.2 示差掃描量熱分析

圖5為測(cè)定樣品的DSC圖與乙烯-醋酸乙烯共聚物的DSC譜圖對(duì)比結(jié)果，通過對(duì)比可知，上方實(shí)線為乙烯-醋酸乙烯共聚物，下方虛線為樣品的DSC圖，由圖5可知，兩種化合物譜線形狀、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、變溫區(qū)范圍差別不大，結(jié)合紅外光譜分析結(jié)果，確定樣本中聚合物為乙烯-醋酸乙烯共聚物。

2.3 定量分析結(jié)果

通過對(duì)樣本分離提取液的測(cè)定，并對(duì)比XRD譜圖，結(jié)果表示，分離提取液中無礦物成分，兩份樣品提取分離后，平均失重率為3.2%，則該樣本聚合物組分含量為3.2%。

3 結(jié)論

研究主要采取溶出分離方法，尋找適用溶劑提前溶脹分離樣品，對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)用粘膠劑含有的聚合物組分進(jìn)行提取，并運(yùn)用傅里葉變換紅外吸收光譜儀結(jié)合綜合熱分析儀、偏光顯微鏡和多晶X射線衍射儀等多種分析方式，測(cè)定外保溫系統(tǒng)用粘膠劑中含有的聚合物的種類和含量。實(shí)現(xiàn)對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)用聚合物砂漿質(zhì)量的控制。

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