宽温域高阻尼粘弹性材料
粘弹性阻尼材料
粘弹性阻尼材料粘弹性阻尼材料是一种具有粘弹性的特性，能够在受到外力作用时产生阻尼效果的材料。
它具有很好的吸能和减震性能，被广泛应用于建筑结构、桥梁、机械设备等领域。
本文将从材料特性、应用领域和发展趋势三个方面对粘弹性阻尼材料进行介绍。
一、材料特性。
粘弹性阻尼材料通常由基体材料和粘弹性材料组成。
基体材料通常选用金属、聚合物、陶瓷等材料，而粘弹性材料则是一种特殊的聚合物材料，具有很好的粘弹性能。
这种材料在受到外力作用时，能够产生一定的变形，并且在外力消失后能够恢复到初始状态，具有很好的回弹性。
同时，粘弹性阻尼材料还具有很好的耐磨损性能和化学稳定性，能够在恶劣环境下长期使用。
二、应用领域。
粘弹性阻尼材料在建筑结构、桥梁和机械设备中有着广泛的应用。
在建筑结构中，粘弹性阻尼材料能够有效减小结构受到地震、风载等外力作用时的振动幅度，提高结构的抗震性能和安全性。
在桥梁中，粘弹性阻尼材料能够减小桥梁受到车辆行驶时的振动，提高桥梁的使用寿命和安全性。
在机械设备中，粘弹性阻尼材料能够减小机械设备在运行时的振动和噪音，提高设备的稳定性和使用舒适性。
三、发展趋势。
随着科学技术的不断进步，粘弹性阻尼材料在材料性能和制备工艺上都得到了很大的提升。
未来，粘弹性阻尼材料将会在更广泛的领域得到应用，如航空航天、汽车制造等领域。
同时，粘弹性阻尼材料的绿色环保性能也将会得到更多的重视，未来将会出现更多环保型的粘弹性阻尼材料。
此外，粘弹性阻尼材料的智能化发展也将成为未来的发展趋势，能够根据外力的大小和方向自动调节阻尼效果，提高材料的适用性和性能。
综上所述，粘弹性阻尼材料具有很好的吸能和减震性能，能够在建筑结构、桥梁、机械设备等领域发挥重要作用。
随着科学技术的不断进步，粘弹性阻尼材料的性能和应用领域将会得到进一步拓展，为人类社会的发展做出更大的贡献。
宽温域高阻尼橡胶材料研究进展
3. 1 橡胶材料的形态结构 橡胶的形态结构对其阻尼性能有决定性的
影响。由基团贡献理论可知, 分子链上侧基体积 大、数量多、极性大以及分子间氢键多、作用强 的橡胶的阻尼性能好[4]。在通用橡胶中, 丁基橡 胶由于其分子链上侧甲基十分密集, 形成蠕虫 状结构, 因而具有较高的损耗因子。又因为玻璃 化转变温度附近存在着次级转变, 致使其阻尼 性能不同于一般的弹性体, 所以内耗峰既高又 宽。再如丁腈橡胶, 由于腈基的强极性对阻尼有 较大的贡献, 因此也具有较大的损耗因子。 另 外, 三元乙丙橡胶由于具有侧甲基, 阻尼性能较 好, 同时又有良好的综合性能, 从而引起了不少 研究人员的注意。 3. 2 使用温度和振动频率
N R , 制备减震橡胶制品[9]。 有研究人员采用 NBR PV C 共混来改善 NBR 的阻尼特性[10, 11 ]。 NBR 与 PV C 溶解度参数相近, 因此其共混体 系能达到链段级相容, 其阻尼材料不管硫化与 否, 均只有一个阻尼峰。NBR 与 PV C 的玻璃化 转变温度分别为- 15 °C和+ 90 °C, 其共混体系 的阻尼峰在 20 °C 左右出现; 经老化处理后, 其 混合体系的阻尼峰向高温方向迁移, 同时阻尼 温域变宽。韩俐伟[12]等对NBR PV C 共混体系 也 作 了 深 入 的 研 究, 采 用 熔 融 共 混 工 艺, 将 NBR 与 PV C 并用, 制备了阻尼性能优异的橡 塑减震材料, 其阻尼性能详见表 1。
使用条件不同, 阻尼材料适合振动频率的
范围亦不同。 振动频率对弹性体的影响与温度 的相似。低频与较高温度、高频与较低温度对弹 性体动态力学性能的影响一致[2]。 在实际工程 中将阻尼材料分为低频高阻尼材料和高频高阻 尼材料。对于不同的使用环境, 可采用适合不同 振动频率的高阻尼橡胶材料。
高阻尼聚氨酯弹性体的研究
河北工业大学硕士学位论文高阻尼聚氨酯弹性体的研究姓名：刘会强申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李彦涛20090301河北工业大学硕士学位论文高阻尼聚氨酯弹性体的研究摘要阻尼材料的发展始于20世纪50年代，是一种能吸收振动机械能并将之转化为热能而耗散的新型功能材料。
高分子阻尼材料具有阻尼温域宽、阻尼因子高的特点。
聚氨酯(PU)作为阻尼材料的优势在于可以通过调节软硬段的比例而获得宽温域、高性能的阻尼材料。
常用的提高阻尼性能的方法主要有两类:一是改变高聚物的大分子结构。
通过接枝、嵌段等方法来改变分子链的刚性结构，调节主链与侧链上刚性链与柔性链的不同配比；二是互穿聚合物网络(IPN)技术，可以通过网络互穿和链缠绕效应有效地控制高分子共混物组分间的相容性，拓宽阻尼温域。
但是，互穿网络技术合成的PU弹性体强度太低，不能用于需要强度较高的领域。
本文广泛的研究了聚酯型、聚醚型等不同类型的PU弹性体的阻尼性能和力学性能。
并且用自制的侧基含量较高的聚酯二醇合成了PU阻尼材料，进一步考察了硫化温度、硬段、扩链剂、频率对自制聚酯二醇PU弹性体性能的影响。
采用嵌段、接枝的方法改善其性能，调整PU弹性体tanδ>0.3的有效阻尼温域范围。
实验结果表明：添加自制软化剂后，用样品1制备的聚氨酯弹性体的阻尼温域明显向低温移动，tanδ>0.3的温域基本涵盖室温应用领域。
随着接枝率的提高，聚氨酯弹性体的阻尼性能明显提高，同时力学性能降低，当接枝率为10%时，PU弹性体的综合力学性能较好。
关键词：PU弹性体，阻尼性能，力学性能，嵌段，接枝i高阻尼聚氨酯弹性体的研究iiTHE RESEARCH ON HIGH DAMPING POLYURETHANE ELASTOMERABSTRACTThe development of damping materials was began in 1950s,when they were used in soundand vibrationg damping areas.Damping materials were novel functional materials that were efficient in converting sound and mechanical vibration energy into heat that resulted in absorption. Polyurethanes were particularly attractive for a study of the effect of chemical structure on damping because it was possible to change their glass transitions over a wide range of temperature by transform of the ratio of hard and soft segments.There were two metheods which were always been used to improve the damping properties of polyurethanes. One of the major methods was to design macromolecular polymer structure. Another one was IPN technique. However,the PU elastomer synthesized by IPN technique had low intensity,that can not be used for high-intensity areas.In this paper,the damping properties and mechanical properties of many kind of PU elastomer had been studied such as polyester PU elastomer,polyether PU elastomer and so on.Self-made sample was selected to synthesized PU elastomer and we have studied the effect of curing temperature，hard segment，chain extender and frequency on the damping properties and mechanical properties of the PU elastomer. Block and grafting methods were used to improve the properties of PU elastomer and adjust the temperature range at tanδ>0.3 .The results showed that:After sample 1 were mixed with self-made softener, the damping temperature domain of PU elastomer moving to the low-temperature clearly so that it covers the room temperature range. With the increase of grafting-rate, the damping properties of PU elastomer was improved obviously, at the same time the mechanical properties of PU elastomer decreased.When the grafting-rate was 10%, the integrated Performance of PU elastomer is better.KEY WORDS: PU elastomer,damping properties,mechanical properties, block, grafting河北工业大学硕士学位论文第一章绪论§1-1 前言随着现代工业的发展，振动工具和产生强烈振动的大功率机械不断增多，各种机械设备在运转及工作过程中带来的振动危害也日益严重[1]。
宽温域高阻尼丁基橡胶材料的研究的开题报告
宽温域高阻尼丁基橡胶材料的研究的开题报告一、选题背景和意义随着互联网智能化程度的不断提升，人们对高性能电子设备的需求也越来越高。
而这些设备在工作过程中会产生较大的振动和冲击，对设备的稳定性、可靠性和寿命造成威胁。
因此，研究开发高阻尼材料来吸收这些振动和冲击是重要的任务之一。
目前，丁基橡胶是一种被广泛使用的高阻尼材料之一。
但是，温度是影响其性能的主要因素之一。
在极端的温度下，丁基橡胶的阻尼特性会变得不稳定，影响其抗震性能。
因此，研究开发宽温域的丁基橡胶材料，具有重要的现实意义和研究价值。
二、研究内容和技术路线本研究将从以下两个方面入手开展研究：1. 丁基橡胶材料的制备与改性本研究采用传统的橡胶生产工艺，制备不同材料成分的丁基橡胶样品。
随后，在分析其中的缺陷和局限性后，采取不同的改性措施。
修改后的样品将经过各种评估和测试，以确定其可行性和适用性。
2. 材料阻尼特性测试及分析本研究将对制备的丁基橡胶样品进行各种物理和力学性能测试，包括压缩试验、拉伸试验、动态热分析、扫描电镜分析等。
在此基础上，将研究温度对阻尼特性的影响，并优化制备过程，以提高材料的稳定性和抗震性能。
三、研究预期成果本研究预期实现以下成果：1. 制备出宽温域高阻尼丁基橡胶材料通过改性措施，制备出能够在不同温度条件下具有稳定阻尼特性的丁基橡胶材料。
2. 阻尼特性测试和分析结果通过大量的物理、力学和化学测试和分析，得出不同温度下丁基橡胶材料的阻尼特性表现和动态变化规律等。
3. 丁基橡胶材料应用研究将研究得到的材料用于不同的工程项目中，通过实际应用验证其阻尼效果和应用效果，为相关领域的工程实践提供具有指导性的理论和技术支持。
四、研究工作计划本研究计划分为以下三个阶段：第一阶段（前期准备期）：分析现状，撰写开题报告，确定研究课题和方向，制定研究计划和进度表。
第二阶段（中期实验阶段）：根据研究计划，进行丁基橡胶材料的制备和改性，进行物理化学测试，分析实验数据，优化材料性能以及寻找比较优的制备工艺。
一种宽温域高阻尼弹性体材料及制备方法和应用[发明专利]
![一种宽温域高阻尼弹性体材料及制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/06c8531df61fb7360b4c65f2.png)
专利名称：一种宽温域高阻尼弹性体材料及制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：熊昌义,颜渊巍,胡钊,高玮,朱伟,陈彰斌,陈琪,秦伟申请号：CN202011118463.X
申请日：20201019
公开号：CN112250983A
公开日：
20210122
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种宽温域高阻尼弹性体材料，主要由以下原料制备而成：苯乙烯类弹性体、丁基橡胶、聚烯烃弹性体、稀释剂、无机填料、阻燃剂和助剂，其中，所述苯乙烯类弹性体中至少有一种含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体；其中，含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体占苯乙烯弹性体用量的40％～100％。
本发明还公开了一种阻尼板的制备方法，称量并配制好物料，投入密炼机密炼中进行密炼，压延成片材，冷却、裁剪，得到宽温域高阻尼板。
该弹性体材料或该制备方法制备获得的阻尼板可应用在轨道交通、汽车、航空航天、建筑领域的减振降噪中。
本发明的阻尼弹性体材料温域范围宽，在‑40℃～40℃之间均能保持较高的阻尼损耗特性。
申请人：株洲时代新材料科技股份有限公司
地址：412000 湖南省株洲市天元区海天路18号
国籍：CN
代理机构：长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：魏龙霞
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基于相间交联的共混型宽温域阻尼弹性体的制备及机理
１．３ 实 验基本 配方
Ｔａｂ．１ ｌ￣ｍｉｌｓ ０ｆ ｂａｓｉｃｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａｓ
１．４ 母 炼胶 和共 混胶 的制 备 １．４．１ 母 炼胶 的 制 备 ：按 配 方 称 取 ＥＮＲ 生 胶 与炭 黑 ，将生胶在开炼机上薄通塑炼 ５次 ，再用密炼机将其 与炭黑混合均匀 ，最后用开炼机炼成炭黑母炼胶 。 １．４．２ 共混胶 的制备 ：按配方比例称取上一步骤中制 得的母炼胶 ，并依次加人配合剂 ，用斜刀法混炼 ；待胶 料宏观基本均相后 ，打三角包 、打卷各 ５次，出片 ，室温 下放 置 ８ ｈ。 １．４．３ 硫化 ：硫化前返炼 ，调节辊距 ２ ｍｍ 左右 出片； 剪取５～６ ｇ胶料 ，使用无转子硫化仪测定硫化特性曲 线 ，取 Ｔ９０作为正硫化时 间；称取适 量胶 料 ，用平板硫 机仪 按正硫 化 时间 进行硫ｎｋｉ．１０００．７５５５．２０１８．０２．０２２ 收稿 日期 ：２０１７－０２．１６
基金项 目：国家 自然科学基 金资助项 目（２１０７３０６６）
通讯联系人：卢殉 ，主要从事弹性体功能材料研究，Ｅ ｍａｉｌ：ｌｕｘｕｎ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｅｎ
高分子材料科学 与工程
第 ３４卷第 ２期 ２０１８年 ２月
高分 子材料科学 与工程
ＰＯＬＹＭ ＥＲ Ｔ、 ＡＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
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宽温域、粘弹性、高阻尼防护材料
为了满足飞机、舰船等装备减振降噪、密封防腐蚀的实际需求，我们研制了一种新颖的宽温域、高阻尼、粘弹性防护材料。
其特征是：宽温域、多功能、系列化。
因而具有非常广泛的应用前景。
一. 震动、噪音的危害
在恶劣的工作环境中，震动、噪声、腐蚀介质等环境因素对装备造成损伤现象不仅非常普遍，而且有的还相当严重。
振动和噪声的危害：①振动和噪声不仅干扰武器装备导航、攻击系统的正常工作，还会极大地降低装备的隐身性能，其危害极其严重。
例如，振动和噪声能降低潜艇的隐身性能，容易被敌方的声纳设备监控而遭受攻击。
②振动和噪声能加速装备机械构件的疲劳损伤、腐蚀-疲劳损伤，从而缩短使用寿命。
③振动和噪声能影响机械加工的精度和产品的质量。
④振动和噪声能干扰人们的安宁、舒适的生活环境和工作环境。
腐蚀介质的危害表现在二个方面：一是引起装备的金属物件发生腐蚀损伤，二是引起非金属物件发生老化损伤。
它严重地影响装备使用的可靠性、安全性及使用寿命。
因此，开展阻尼-防护新产品、新技术研究，不仅是具有重大的军事意义，而且还具有重要的社会意义。
二、减振降噪技木的分类
目前实用的减振降噪技术，主要有三种阻尼结构涂层形式：自由阻尼结构涂层、约束阻尼结构涂层、复合阻尼-隔声结构涂层。
⑴自由阻尼结构涂层
自由阻尼结构涂层，就是在基材上涂敷一层粘弹性阻尼材料形成外部呈自由状态的阻尼层。
当基材弯曲振动时，通过阻尼层材料的拉压变形将振动能量变成热能而消耗掉，达到减振降噪的目的。
自由阻尼结构理论是由德国的Oberst于1956年提出的。
实施方法简便，经济。
⑵约束阻尼结构涂层
约束阻尼结构涂层，就是除了在基材板上涂敷一层粘弹性材料形成阻尼层之外，还要在其上再涂敷一层高模量的材料形成约束层。
当基材弯曲振动时，通过阻尼材料的剪切变形将振动能量变成热能而消耗掉，达到减振降噪的目的。
在约束阻尼结构中，约束层不得与基板相联接。
约束阻尼结构理论是由kerwin于1959年提出来的。
约束阻尼结构涂层的阻尼效果比自由阻尼结构涂层好。
其缺点是：与自由阻尼结构涂层相比较，由于增加了一层约束层，因此，实施工艺复杂，用料多，重量重，成本高，施工周期长。
⑶复合阻尼-隔声结构涂层
复合阻尼隔声结构，就是将阻尼结构材料与吸声材料复合一起使用，形成复合阻尼-隔声结构。
它具有减振、吸声、隔声的作用。
但是，与约束阻尼结构涂层相比较，施工更复杂，用料更多，成本更高。
三、现有阻尼产品存在的主要问题
①温域过窄，导致应用技术领域受限。
阻尼涂料的阻尼温域必须与实际应用的环境温度变化相适应，才能发挥其最佳的阻尼性能。
现有阻尼涂料的温域过窄，导致适用范围严重受限。
②阻尼效力低，造成减振降噪技术方案复杂。
阻尼涂料的温域过窄，会导致阻尼涂料的平均阻尼效率低，为了达到预定的减振降噪技术指标，只有采用“厚涂层结构”、或“约束阻尼结构”、或“复合阻尼-隔声结构”。
造成施工复杂，用料多，增重量大，施工周期长，成本高。
②可供选择的阻尼产品的品种少。
目前，市埸上应用最多的阻尼产品是阻尼涂料，在一些场所施工麻烦，而且施工周期又长。
宽温域的自粘阻尼贴片、热熔型阻尼涂料的施工方法简单、快捷，很少污染。
四、现有阻尼涂料及其应用技术的实例。
现以我国目前舰船最常用的“＊＊＊＊阻尼涂层”为例，简要说明“约束阻尼结构涂层”的制作方法。
我国某型快舰为了减振降噪，使用“＊＊＊＊阻尼涂层，制作“约束阻尼结构涂层”。
阻尼层用双组分的聚氨酯阻尼涂料，比重为1.1g∕cm3。
约束层用双组分的环氧树脂涂料，比重为1.5 g∕cm3。
为了使增重量附合设计要求，必须控制涂层的重量。
取涂层/底材的厚度比为1.9进行涂层设计。
对于厚度为4mm的钢板结构来说，涂层总厚度设计应为：4×1.9＝7.6mm。
其中阻尼层厚度为1.0mm，剩余厚度为约束层厚度。
计算的结果：阻尼涂料用量为1.10 Kg，约束涂料用量为为9.90Kg，涂料的总计用量为11Kg。
如果在约束层中加入钢丝网来增加涂层强度，那么每平方米面积上净增重量至少为12 Kg 以上。
实际噪声监测的结果表明，“＊＊＊＊阻尼涂层”的阻尼效果比较好，达到了减振降噪的设计要求。
它的缺点是：由于＊＊＊＊阻尼涂层温域较窄，导致阻尼效力不太高。
为了达到减振降噪的设计要求，只能采用约束阻尼结构涂层。
然而，施工工艺复杂，施工周期长；材料用量多，增重量大；成本高。
五、Caritys高分子阻尼材料
1、Caritys阻尼材料的性能
高分子材料因具有特殊的粘弹性，可将所接收的机械振动转化为大分子链或链段的运动，通过分子间内摩擦把力学能转化成热能，起到阻尼作用。
特别是在玻璃化转变温度Tg附近，高分子链段能充分运动但又严重滞后，内耗出现一个极大值，使玻璃化转变区成为高分子材料的阻尼有效利用区域。
因
此，高分子阻尼材料通常是以其玻璃化转变温度过渡区作为功能区。
过渡区越宽，表明阻尼材料有效使用的温度域越宽，阻尼效果也越优。
Caritys高分子阻尼材料，在-40度和+100度附近，有两个独立的损耗因子（Tan）峰，数值分别为1.9、1.0；两个温度范围（-40- +100）之间，损耗因子（Tan）在0.3-0.5左右。
Caritys高分子阻尼材料，邵氏A硬度在60-70左右；300%模量（psi）在600左右，拉伸强度（psi）在3000左右，适合做粘弹性材料基体。
Caritys高分子阻尼材料的比重较小，在0.9 g/cm3左右。
2、Caritys阻尼材料的配方设计
可以通过调整材料的成份、结构、配方而获得特定温域和频率下所需的弹性模量和损耗因子。
①可以拓宽材料的玻璃化转变温度范围至：－60℃～130℃。
②可以调整材料的硬度范围至： 11-45（ Shore A）。
③可以获得特定温域和频率下，所需的弹性模量和损耗因子。
3、Caritys阻尼材料的密封性能
①材料成膜性优良，抗水汽渗透性、抗氧渗透性优良，密封性优
②化学性能稳定、耐盐、耐碱、耐酸、甚至耐“王水”。
③高强度、高弹性、高韧性；耐老化性优异，能在各种恶劣的自然环境中长期使用。
④电气性能好，阻燃。
六、Caritys阻尼材料处理方式
⑴溶剂方式
Caritys 粘弹性宽温域阻尼树脂，溶解于甲苯等有机溶剂，可配制成高性能阻尼涂料。
⑵热熔方式
Caritys 粘弹性宽温域阻尼树脂，可压延制成粘弹性片材、卷材、垫片等。
⑶自粘贴片方式
Caritys 粘弹性宽温域阻尼树脂，可压延制成自粘弹性片材、卷材、胶泥等。
七、Caritys阻尼材料应用范围。