几种常见橡胶阻尼材料的简介

3　橡胶阻尼材料

3、1、1　丙烯酸酯橡胶

丙烯酸酯橡胶阻尼材料在室温附近的阻尼性 能优越 ,同时具有良好的黏接性能和力学性能以 及耐热 、耐老化等优点 ,在减震和吸声等领域逐渐 受到关注 [ 7 ] 。

丙烯酸酯橡胶作为综合性能优良 的阻尼材料 ,在航空航天 、航海和民用等领域有广 阔的应用前景 ,但是 ,丙烯酸酯橡胶的玻璃化转变 区只有 20～30 ℃,有效阻尼功能区狭窄 ,不能完 全满足工程应用的需要 ,因此必须对其进行改性 。

苗传威等 [ 8 ]将丙烯酸酯单体和苯乙烯等单 体分别进行乳液聚合 ,将所得乳液聚合物共混 ,制 得了具有良好阻尼性能的丙烯酸酯阻尼橡胶 ,并 研究了共混材料的阻尼性能 ,结果表明 ,通过将具 有梯度玻璃化转变温度的乳液聚合物共混 ,可以 制得性能优良的阻尼材料 。

Suresh等 [ 9 ]在研究丁基丙烯酸酯 -丙烯腈共 聚物的阻尼性能时发现 ,随着丁基丙烯酸酯用量 的增加 ,共聚物的 tanδ相应提高 。

Chu等 [ 10] 报 道了乙烯基乙酸酯 -丁基丙烯酸酯共聚物的 tanδ 可以控制在 1176～1180,阻尼温域也比较宽 ,且 体系的 tanδ随着乙烯基乙酸酯含量的增加而 提高 。

Huang等 [ 11 ]将 丙 烯 酸 酯 橡 胶 和 硅 橡 胶 共 混 ,制备了使用温度和频率范围均较宽的有机 硅 /丙烯酸酯复合橡胶阻尼材料 ,其阻尼温域可 以拓宽到 140～150 ℃,在 1 Hz的测试振动频率 下 , tanδ可以控制在 017～111,且该共混复合物 的阻尼温域的宽窄和 tanδ的高低可根据需要进 行调整 。

鲁德平等 [ 12 ]用丙烯酰胺系列高分子乳化剂 、常用的低分子乳化剂及其复配体系分别制备了丙 烯酸酯共聚物乳液 ,表征结果显示 ,其损耗峰高 , 并且为双峰分布 ,是具有良好阻尼性能的阻尼 材料 。

3、1、2　聚氨酯

聚氨酯材料自身具有大量氢键 ,表现出一定 的微观相分离结构 ,有较高的 tanδ,是适合用于 消声 、减震场所的阻尼材料 ,但单一成分的聚氨酯 阻尼材料玻璃化转变温度单一 ,阻尼温域狭窄 。目前常用聚氨酯和其他材料合成具有互穿聚合物 网络结构的阻尼材料 ,该材料具有阻尼温域宽 、 种 类多等特点 [ 13 ] 。

钟发春等 [ 14]用液化 ( 4, 4, -二苯基甲烷异腈 酸酯 )聚醚氨酯和含少量苯基的聚二甲基硅氧烷 合成了一系列聚氨酯 /聚硅氧烷互穿聚合物网络 阻尼弹性体材料 ,研究结果表明 ,当聚氨酯与聚硅 氧烷的质量比为 90 /10时 ,互穿聚合物网络弹性 体材料的拉伸强度达到 41157 MPa,扯断伸长率 为 376% ,并具有良好的阻尼性能 ,玻璃化转变温 度范围大于 80 ℃。

Q in等 [ 15 ]采用动态力学性能分析法研究了热 流学 、动力学因素以及组成对聚氨酯 /乙烯基树脂 互穿聚合物网络材料阻尼性能的影响 。研究发 现 ,引入丙烯酸酯类单体作为乙烯基酯树脂共聚 单体 ,改善了以苯乙烯为共聚单体的聚氨酯 /乙烯 基树脂互穿聚合物网络材料的阻尼性能 ,含较长 酯基的体系具有更优异的阻尼性能 ,并且认为通 过调整两网络的相对聚合速率及组成比 ,可加宽 材料的阻尼温域 。

陈晔等 [ 16 ]采用两步法 ,以部分交联的聚氨酯 和双酚 A型苯并噁嗪合成了聚氨酯 /苯并噁嗪互 穿聚合物网络材料 ,动态力学性能分析结果表明 , 当聚氨酯与苯并噁嗪质量比为 115/110时 ,该材 料在宽温域内具有最佳的阻尼性能 ;低的聚氨酯 交联度有利于阻尼作用的发挥 ;适当地延长固化 时间可提高体系的 tanδ,但会使阻尼温度范围 变窄 。

3、1、3　丁基橡胶

丁基橡胶的玻璃化转变温度为 - 70 ℃,其损 耗峰可以从 - 70 ℃一直持续到 20 ℃,是一种有 效功能区相当宽的阻尼材料 。并且硫化丁基橡胶 具有低透气性和高减震性以及良好的耐热性能 、 耐臭氧性能和耐化学品性能 [ 17 ] 。但丁基橡胶的 玻璃化转变温度太低 ,决定了其高温阻尼性能不好 ,因此随着橡胶阻尼材料在军事领域和民用产 品上的广泛应用 ,世界各国对拓展丁基橡胶材料 的阻尼特性及其有效阻尼功能区进行了大量的研 究工作 。

Kimura等 [ 18 ]采用对丁基橡胶和聚酰胺均有 反应活性的甲基酚醛树脂合成了既含有丁基橡胶 段又含有聚酰胺段的嵌段共聚物 ,分别制得含有 10份该嵌段共聚物和不含该嵌段共聚物的丁基 橡胶和聚酰胺的共混物 , 2种共混物中丁基橡胶 和聚酰胺的质量比均为 70 /30。结果表明 ,含有 该嵌段共聚物的丁基橡胶的加入使丁基橡胶高温 区域的阻尼性能有较大幅度的提高 ,该共混物同 时具有高气密性和高阻尼性 ,能很好地应用于空 调器制冷剂的循环管道 。

赵云峰 [ 19 ]研究了以丁基橡胶和硅橡胶为基 础的共混型 ZN 系列黏弹性阻尼材料的性能 。丁 基橡胶 、硅橡胶及某些树脂组成的共混体系混容 性较好 ,且共混体系的玻璃化转变温度和树脂用 量之间有定量关系 ,所以通过调整配方可以得到 一系列的黏弹性阻尼材料 。ZN 系列阻尼材料具 有优良的耐老化性能 ,在室内自然贮存条件下 ,经 50个月后测试 ,其性能无明显变化 。

3、1、4　丁腈橡胶

阻尼材料在实际应用中经常会遇到油污 ,为 了提高阻尼材料的耐油性 ,可选用耐油性好的丁 腈橡胶来制备阻尼材料 。为了使材料得到更高阻 尼性能和更宽的阻尼温域 ,必须对丁腈橡胶进行 改性才能制得满足实际应用要求的阻尼材料 。

Varqhese等 [ 20 ]研究了共混比 、交联体系 、振 动频率对未硫化 、硫化 (以过氧化二异丙苯 、硫或 其复合物为硫化体系 )丁腈橡胶和乙烯 -乙酸乙 烯酯共聚物的共混物的动态力学性能 ,结果发现 , 共混比 、硫化特性和振动频率对该共混物的玻璃 化转变行为有很大的影响 ,共混物的阻尼性能随 着丁腈橡胶用量的增加而增强 , tanδ随着共混物 的微观形态均一性的提高而增大 。3种硫化体系 中以过氧化二异丙苯硫化体系对共混物中丁腈橡 胶的 tanδ影响为最大 。

Am iri[ 21 ]通过动态力学性能和扫描电镜分析 研究了硫化抑止剂的属性对甲基丙烯酸甲酯 - 交 联丁腈橡胶嵌段共聚物形态的影响 。结果发现 , 当使用金属铁抑止剂时 ,所得的聚合物在各个组 分的玻璃化转变温度左右具有显著的阻尼性能 。另一方面 ,对甲基丙烯酸甲酯 - 交联丁腈橡胶嵌段共聚物使用无机玻璃抑止剂时 ,甲基丙烯酸甲 酯和丁腈橡胶发生分层 。

3、1、5　聚乙酸乙烯酯

聚乙酸乙烯酯具有玻璃化转变温度适中 、 tanδ高等特点 ,是制备高阻尼性能的阻尼材料的 理想组分 。但是单组分的聚乙酸乙烯酯材料只有 单一的阻尼峰 ,不能满足不同温度范围的阻尼要 求 ,近年来国内外对改性聚乙酸乙烯酯阻尼材料 进行了大量的研究 。

晏欣等 [ 22 ]用种子乳液聚合的方法合成了一 系列聚乙酸乙烯酯 /聚丙烯酸正丁酯的胶乳互穿 聚合物网络材料 。动态力学性能分析表明 ,胶乳 双向互穿以及丙烯酸正丁酯同丙烯腈共聚可极大 地改善该胶乳互穿聚合物网络材料的相容性和阻 尼性能 ,其 tanδ大于 013的温域为 75～95 ℃。

Jaehwan等 [ 23 ]用二甲基亚砜和聚乙酸乙烯酯 制备了非离子型极性电镀聚合物 ,并将铝电极置 于极性电镀聚合物的两边 ,研究了极性电镀聚合 物对波的传播和阻尼行为 。结果发现 ,极性电镀 聚合物对中波段声波具有优良的被动阻尼行为 , 当试样在一定的电场下 ,随着试样厚度的变化 ,极 性电镀聚合物的共振效应下降 。

4　结束语

橡胶阻尼材料的研究开发已经取得了很大的 进展 ,研制开发了许多品种的橡胶阻尼材料 ,在实 际应用中解决了很多阻尼 、减震问题 。通常橡胶 阻尼材料大多只具有单一的阻尼峰 ,但随着振动 频率和振幅的增加 ,由于阻尼性能使得橡胶材料 的内部生热问题严重 ,橡胶的工作温度逐渐升高 , 这就要求橡胶阻尼材料必须具备多阻尼峰 、宽阻 尼温域来满足不同温度下的阻尼要求 。另外 ,随 着不同使用环境对阻尼材料的要求 ,研制具有诸 如导电 、导热等性能的多功能橡胶阻尼材料也是 今后橡胶阻尼材料的发展方向之一 。

参考文献 : （略）返回搜狐，查看更多