轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用.doc

轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用内容摘要:摘要：本文概述了轨道交通用橡胶减振制品的材料技术和产品的应用和发展情况。关键词：轨道交通减振橡胶制品橡胶橡胶材料具有以下特性[1]：(1)橡胶具有良好的阻尼特性在弹性范围内的相对滞后值可以达到10～65%动、静模数之比为1.5左右。(2)橡胶的弹性变形比金属大的多(可达10000倍以上)而弹性模数比金属的小得多(为1/700到1/4000)。(3)橡胶的声速为40～200m/s钢的声速却为5000m/s。摘要：本文概述了轨道交通用橡胶减振制品的材料技术和产品的应用和发展情况。关键词：轨道交通减振橡胶制品橡胶橡胶材料具有以下特性[1]：(1)橡胶具有良好的阻尼特性在弹性范围内的相对滞后值可以达到10～65%动、静模数之比为1.5左右；(2)橡胶的弹性变形比金属大的多(可达10000倍以上)而弹性模数比金属的小得多(为1/700到1/4000)；(3)橡胶的声速为40～200m/s钢的声速却为5000m/s。因此具有良好的减振、隔音和缓冲性能[2]。现代轨道交通为有效减少轮轨作用力和改善系统走行性能降低高速重载所引起的机车车辆以及线路的系统振动和噪声问题大量使用各种橡胶弹性元件用于牵引、驱动、连接、支承等以达到舒适、平稳、快速的更高要求[3]。1.橡胶材料减振所用橡胶的品种很多用量比较大的有：天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IR)、乙丙橡胶(EPDM)等。通常针对不同的应用环境和使用要求选用不同的橡胶材料或将几种橡胶共混以及采用某些改性方法来提高橡胶材料的某一项和几项性能。1.1共混技术NR是橡胶减振领域中用量最大的品种许多共混的研究都是以其为主体进行的。如Yoshiharu等人[4]采用NR和BR共混制成减振橡胶在150℃硫化30min后发现材料具有很好的衰减性能；他们还研究采用天然橡胶和氯丁橡胶共混制成减振橡胶硫化促进剂只促进其中的天然橡胶硫化而不促进氯丁橡胶硫化使得减振橡胶的减振特性由材料中的氯丁橡胶组份体现出来[5]；NishiueTakeshi等人[6]使用天然橡胶、含有不饱和键的顺丁橡胶、以及碳原子数大于4的含有OH基团有机酸的金属盐和一些其他的添加剂制成的减振器具有较好的耐久性在70℃压缩22小时和在40℃压缩148小时的压缩永久变形分别是17.0和11.7%；除NR外以CR、SBR、EPDM等为主体进行共混研究的实例也很多此外其它材料的共混研究还有：Toshiaki等人[78]采用不能硫化的异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物和可硫化的溴化对甲基苯乙烯－异丁烯共聚物的混合物以比例80：20到25：75配制成的共混橡胶材料在应用到减振橡胶配方中时材料的损耗因子Tanδ大于0.5同时在30℃到20℃的范围内损耗因子Tanδ的变化小于0.5使材料不仅具有很好的减振性能而且还具有很好的减振稳定性同时材料还有很好的耐氧化和耐臭氧化性能；Masashi等人[9]采用溴化乙烯基共聚物橡胶(Br含量0.2～5%)和NR以及异丁烯橡胶制成的减振橡胶材料具有很好的耐热老化、拉伸疲劳性能和臭氧裂解性能在90℃条件下处理1000小时后拉伸强度保持62％压缩永久变形保持39％；WangXiaorog等人[10]采用聚(芳香烯烃co马来酰亚胺)共聚物与马来酸化的烷基烯烃和烷基双胺在充分干燥的条件下形成聚烯烃接枝聚(芳香烯烃co马来酰亚胺)共聚物将这种材料和橡胶混合可以制备高阻尼材料；Kentaro等人[1112]由芳香乙烯基单体和丁二烯共聚物形成的减振用绝缘橡胶材料具有很好的防止振动和防止噪音的特性；同时这种材料还具有很好的屈挠疲劳性能；Okada等人[13]采用不饱和的乙烯、芳香族烯烃、非共轭烯烃以一定比例形成的不饱和共聚物制成的橡胶共混物使得减振橡胶在力学性能、耐热性、耐老化性能、减振性能、振动性能消失和耐屈挠疲劳性能上都具有很好的性能。1.2纳米改性技术利用少量的蒙脱土和炭黑共同补强天然橡胶可使材料的综合性能改善。表1反映了10份蒙脱土替代10份炭黑时对天然橡胶各项性能的影响由表可见材料的硬度减小定伸强度、拉伸强度、断裂伸长率都明显提高耐水、耐油、耐热氧老化、耐臭氧老化等性能较以前都明显提高。对于露天使用的轨道交通用橡胶减振器蒙脱土纳米复合橡胶技术显示出明显的优势。表1蒙脱土对天然橡胶性能的影响1.3炭黑(白炭黑)原位接枝橡胶技术炭黑与白炭黑是减振橡胶中的主要补强填充剂但是炭黑与白炭黑粒子间的自聚作用较大难于在橡胶基体中分散而且由于自身是强极性无机粒子与天然橡胶等非极性有机物间的相互作用力较弱影响了其应用效果。炭黑表面含有羧基、羟基等多种官能团白炭黑的表面也有大量的羟基官能团可以利用这些高