橡胶技术网 - 橡胶阻尼材料的研究进展.pdf

合成橡胶工业,2006-09-15,29(5):388～391
专论·综述CHINASYNTHETICRUBBERINDUSTRY

橡胶阻尼材料的研究进展

涂春潮1,2,周文英2,米志安1,苏正涛1
(11北京航空材料研究院,北京100096;21西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710072)

摘要:分析了橡胶材料的阻尼机理,重点讨论了丙烯酸酯橡胶、聚氨酯、丁基橡胶、丁腈橡胶和聚乙
酸乙烯酯橡胶经过改性制备橡胶阻尼材料的研究进展,指出了橡胶阻尼材料的发展方向。
关键词:橡胶;阻尼材料;丙烯酸酯橡胶;聚氨酯;丁基橡胶;丁腈橡胶;聚乙酸乙烯酯;综述
中图分类号:TQ33614+2文献标识码:A文章编号:1000-1255(2006)05-0388-04

机械运转产生的震动和噪声不仅污染环境,有足够高的损耗因子(tanδ),在一定的振动频率
而且影响机械的加工精度和产品质量,加速机械范围内分子基团之间能够相互耦合,并在应变响
结构的疲劳损坏,缩短机械的使用寿命,利用增大应中伴随缓慢的相转变,如果施加的应力在此频
机械系统的能量损耗来减轻机械震动和降低噪声率范围内,振动能量可以得到耗散。在玻璃态转
的阻尼研究一直是国内外关注的热点。现在,已变区域内的tanδ的大小直接与能够吸收应力的
有许多新材料和新技术不断应用于阻尼减震,其分子基团的数量有关,并与应力和应变之间发生
中高分子材料,尤其是橡胶阻尼减震材料以其优的相变有关[3]。
异的性能越来越引起人们的重视。采用橡胶阻尼另外,不少学者对橡胶材料的阻尼机理进行
材料,可以最大限度地降低机械噪声和减轻机械了定量研究。如Fradlin等[4]最先讨论了分子结
震动,提高工作效率,提高产品质量[1]。橡胶作构与阻尼性能之间的定量关系,并提出互穿聚合
为阻尼材料广泛应用于各种机动车辆、设备仪器、物网络具有协同效应,它可以使聚合物之间相互
自动化办公设施和家用电器中。目前已在拓宽橡交联,使之达到分子水平的混合,从而具有宽广的
胶阻尼材料的使用温度、振动频率以及阻尼机理阻尼峰。Thomas等[5]指出聚合物中各个分子基
研究方面取得了一些进展。本文简要介绍了橡胶团对阻尼的贡献不仅与其分子结构有关,而且还
的阻尼机理,并重点讨论了目前几种常用的橡胶与其在聚合物分子中所处的位置有关,进而提出
阻尼材料,如丙烯酸酯橡胶、聚氨酯、丁基橡胶、聚了基团贡献分子理论。
乙酸乙烯酯以及丁腈橡胶等。
2阻尼行为的评价
1橡胶材料的阻尼机理衡量高分子材料阻尼特性的方法一般有LA
橡胶材料的阻尼作用机理直接与其动态力学法和TA法[6],分别为损耗模量-温度曲线下包
弛豫性质相关。橡胶材料的阻尼作用依赖于其滞括的面积和tanδ-温度曲线下包括的面积。
后现象。正是由于滞后现象,橡胶的拉伸-回缩211LA法
循环变化均需克服链段间的内摩擦阻力而产生内LA法是与分子特性有关的量,该量取决于体
耗[2]。橡胶在玻璃态时模量很高,分子链段几乎系中单个组分的分子结构,分子主链及直接与主
不能运动,不能以机械能转变成热能的方式进行链相连的基团对损耗模量贡献较大。Thomas
耗散,只能作为位能贮存;橡胶在高弹态时分子链

段运动比较容易,不能吸收足够的机械能;只有在收稿日期:2005-03-22;修订日期:2006-06-18。
很窄的玻璃态转变区域内,其模量大幅度下降,具作者简介:涂春潮(1978—),男,硕士。

©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net
第5期涂春潮等1橡胶阻尼材料的研究进展·983·

等[5]就此之间的定量关系提出基团贡献分子常用的低分子乳化剂及其复配体系分别制备了丙
理论。烯酸酯共聚物乳液,表征结果显示,其损耗峰高,
212TA法并且为双峰分布,是具有良好阻尼性能的阻尼
橡胶材料的阻尼行为可以用tanδ来表征。材料。
tanδ主要受玻璃化转变温度范围及第二级弛豫312聚氨酯
转变温度范围的影响,两温度范围越宽,tanδ越聚氨酯材料自身具有大量氢键,表现出一定
大。因为α、β弛豫分别来自聚合物主链和侧链的微观相分离结构,有较高的tanδ,是适合用于
基团的运动,对于同时呈现α、β弛豫的聚合物,α消声、减震场所的阻尼材料,但单一成分的聚氨酯
弛豫过程要受β弛豫过程的影响,例如,侧链长度阻尼材料玻璃化转变温度单一,阻尼温域狭窄。
增加,由于空间体积效应的缘故,减少了侧链与主目前常用聚氨酯和其他材料合成具有互穿聚合物
链之间的运动阻碍,侧基的旋转运动促使增塑效网络结构的阻尼材料,该材料具有阻尼温域宽、种
应增加,而增塑效应的增加又使得tanδ变小。类多