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·50·材料导报2004年10月第18卷第10期

硅橡胶阻尼材料的研究进展

王雁冰黄志雄张联盟

(武汉理工大学材料学院，武汉430070)

摘要介绍了高聚物材料的阻尼机理与高聚物材料阻尼性能的评价，简述了丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸
酯、聚氨酯橡胶、无机填料填充、软硬段聚合物与有机硅共聚改性硅橡胶阻尼材料近年来的研究现状。
关键词硅橡胶高聚物阻尼材料研究进展

ResearchonSiliconeRubberDampingMaterial

WANGYanbingHUANGZhixiongZHANGLianmeng

(SchoolofMaterials，WuhanPolytechnicUniversity，Wuhan430070)

AbstractThispapersummarizesdampingmechanismandevaluationofdampingpolymer，andreviewscur-
rentresearchonbutylrubber，EPDM，PMAc，polyurethaneelastomer，inorganicfiller，softandrigidsegment

copo1ymerizationmodifiedsiliconerubberandelecto—viscoe1asticmateria1s．

Keywordssiliconerubber，highpolymerdampingmaterial，researchprogress

0引言式中：E为实数模量，又叫存储模量；E”为虚数模量，又叫损耗模
量。
高分子阻尼材料是一种以聚合物为基质的功能材料，能减研究表明_7]，一般的共混或者由于相容性很好(相容性很好
少各种机械产生的振动及噪音，提高机械的精度及寿命，消除振的聚合物很少)而表现出均聚物狭窄的玻璃化转变温度区域，或
动及噪音产生的环境污染l_1]。目前，阻尼高分子材料的设计与者由于相容性较差而在动力学上表现为各自狭窄的玻璃化温度
研究已成为国内外关注的热点之一，已有许多种高分子阻尼材单峰，有效的阻尼温度区域大致为玻璃化温度Tg周围的
料用于减振消噪音系统中。2O～30。C，不能作为实用的阻尼材料使用。而通用型阻尼材料要
在通用橡胶中，硅橡胶的阻尼性能属于中等，但它具有良好求至少有60~80。C这样宽广的玻璃化转变区，同时有较高的阻
的耐高低温性能，且品种繁多，有乙烯基、苯基、环氧改性等多种尼值(tan3~O．3)_8]。为了加宽玻璃化转变温度范围，通常用阻
类别，随着这些基团含量的不同，玻璃化温度分布较广，这是它
尼系数高的聚合物作为基材，和另一种玻璃化温度与之相差几
能作为阻尼材料使用的一个主要原因。由于硅橡胶阻尼系数不
十度的聚合物共混、共聚或形成互穿聚合物网络(IPN)，来达到
高，需要和其他阻尼性能好的橡胶如丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡
扩大阻尼温度区域及满足其他需要的目的。
胶、丁基橡胶等并用或形成IPN互穿网络结构，才能得到较理
互穿聚合物网络IPN_9是指由2种或2种以上的交联聚合
想的阻尼材料Is]。
物相互贯穿而形成的网络聚合物，由于热力学的不相容和物理
1高聚物材料的阻尼机理缠绕的强迫相容两种作用，形成微相分离结构，通过调节适当的
微相分离程度，就有可能得到较宽玻璃化转变峰性能良好的阻
高聚物在交变应力的作用下，由于所特有的粘弹性，形变的
变化落后于应力的变化，发生滞后现象，有一部分功以热或其他尼材料，这是合成阻尼橡胶的一种有效方法。FradkinE最先定
形式消耗掉，这样就形成阻尼l_6]。在玻璃化温度以下，高聚物在量讨论了分子结构与阻尼性能的关系，指出互穿网络聚合物具
外力作用下的形变主要是由键长键角的改变引起的小形变，即有协同效应，它可使两聚合物之间各自交联而限制相区，促使分
弹性形变，速度很快，几乎完全跟得上应力的变化，因此阻尼小；子水平混合，从而具有宽广的阻尼峰。
在高弹态时，由于链段运动比较自由，内耗也小。在玻璃化转变
2聚合物阻尼性能的评价
区域向高弹态过渡时，当应力以适中的频率作用于高聚物，由于
链段开始运动，体系的粘度还很大，链段受到的摩擦阻力比较测定聚合物阻尼性能常用的实验方法有：自由振动、强
大，形变落后于应力变化，阻尼较大。常用形变落后于应力的相迫共振、强迫非共振、声波传播，其中以强迫非共振法最为常用，
位角正切tan8表征阻尼值的大小。tan8与模量E的关系如它能直接给出ET、tan8一T的关系曲线，而这些曲线能说明玻
下[：璃化转变行为的一些重要特性，分析这些曲线的变化情况能得
E—EiE到许多与阻尼性能有关的信息。曲线越平缓、tan8值越高、阻尼
tan6一E“温度范围越宽，则高分子材料的阻尼性能越好。

王雁冰：女，29岁