论文部分内容阅读
聚合物基阻尼材料能有效控制振动和噪音,已日益成为功能材料领域的研究热点。本论文在基于对氯化丁基橡胶(CIIR)/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、CIIR/丙烯酸酯弹性体(AR)、CIIR/丁苯共聚物(SBC)共混体系的动态力学性能研究的基础上,分别以上述三种聚合物共混物作为基体,以炭黑、碳酸钙和云母为填料,以A(酚类低聚物)、B(2,2′-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚))为有机功能添加剂,制备了一系列聚合物基阻尼复合材料,系统研究了填料及功能添加剂种类和含量对复合材料动态力学性能的影响。同时,就频率、湿度对阻尼性能的影响进行了初步探讨。研究发现,在相容的CIIR/EVA和CIIR/AR共混体系中填充炭黑(CB)、碳酸钙(Ca)和云母(M),均导致体系损耗因子(tanδ)的下降。然而与炭黑、碳酸钙不同的是,云母的加入能显著提高体系的损耗模量(E″),云母含量为100质量份时,CIIR/EVA体系的E″峰值由5.2×10~8 Pa增加至7.8×10~8 Pa,而CIIR/AR体系的E″峰则由4.7×10~8 Pa增加至8.3×10~8 Pa。这是由于层状云母和聚合物基体形成了微观约束阻尼型结构的缘故。对不相容CIIR/SBC共混体系的研究还发现,填充炭黑和云母均能改善体系的相容性。前者是因为炭黑表面具有少量的含氧官能团,极性部分易与极性的CIIR发生相互作用,非极性部分易与非极性的SBC发生物理吸附,从而提高了相容性;后者是由于微观约束阻尼型结构的形成起到类似于“强迫互容”的作用。在CIIR/EVA共混体系中,功能添加剂A的加入使体系产生了相分离,表现为体系由原来的一个转变峰变为两个转变峰;功能添加剂B的加入则无相分离现象产生。而对于CIIR/AR共混体系,功能添加剂A和B的加入均能使体系产生相分离。同时研究还表明,选用功能添加剂A能赋予材料更好的阻尼稳定性。在本研究测试频率范围内,频率的升高导致材料tanδ峰值的略微增加和玻璃化转变温度(T_g)的升高。tanδ峰值由1Hz时的0.47增加至31.4Hz 0.49,T_g则升高了10℃。而对湿度影响的研究表明,在相对湿度50%条件下,CIIR/AR/A/B/CB/Ca/M/80/20/20/20/20/100/100复合材料的tanδ峰值由干燥条件下的0.85下降至0.83,而T_g较干燥条件下升高了2℃。此外,制备的CIIR/AR/功能添加剂/填料共混型阻尼材料,以及通过叠层复合方法制备的梯度型阻尼材料,其tanδ＞0.3的温度范围均能达到100℃以上,有效拓宽了材料高阻尼的使用温度范围。