试论高分子阻尼材料的制备及性能

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一种阻尼材料的制备方法

一种阻尼材料的制备方法

一种阻尼材料的制备方法
一种常用的阻尼材料制备方法是采用聚合物基体与填料相结合的方式。

1. 准备聚合物基体:选取适合的聚合物作为基体材料,常见的聚合物有聚氨酯、硅橡胶和聚乙烯醇等。

根据具体的应用要求选择聚合物基体的硬度和弹性等特性。

2. 选择填料:填料的选择可以根据所需的阻尼效果进行调整。

常用的填料有金属粉末、陶瓷颗粒和陶瓷纤维等。

填料的粒径和形状可以影响阻尼材料的性能。

3. 配制混合物:将聚合物基体与填料按照一定的配比混合,可以采用机械搅拌或溶剂溶解混合的方式。

确保填料均匀分散在聚合物基体中。

4. 成型处理:将混合物倒入模具中进行成型。

可以采用注塑、压缩成型或挤出等方法。

根据具体的形状和尺寸要求选择合适的成型方法。

5. 固化处理:通过适当的固化处理来增强阻尼材料的稳定性和强度。

固化处理的方式可以是热固化、光固化或化学固化等。

6. 表面处理:可以通过机械加工、切割或涂覆等方式来加工和处理阻尼材料表面,以满足特定的应用需求。

需要注意的是,具体的制备方法会根据所选材料和应用要求的不同而有所区别,
上述步骤仅为一种常见的制备方法。

新型阻尼材料的制备及性能研究

新型阻尼材料的制备及性能研究

新型阻尼材料的制备及性能研究随着科技的不断进步,新型材料的开发应用随之不断涌现。

阻尼材料作为一种应用广泛的新型材料,在航空航天、汽车、机械等领域被广泛应用,成为了高技术领域发展的重要支柱之一。

本文将介绍新型阻尼材料的制备及性能研究的进展情况。

一、阻尼材料的概念及分类阻尼材料是指在振动或冲击过程中,可以吸收或消耗能量,从而减小振动或冲击强度的材料。

阻尼材料主要分为三类,分别是金属阻尼材料、聚合物阻尼材料和复合阻尼材料。

金属阻尼材料是指利用金属材料的塑性变形、晶界滑移、形变局部化等机制,吸收和耗散振动及冲击能量的一类材料。

金属阻尼材料一般具有高温稳定性和重量轻的优点,但是存在成本高、制备难度大等问题。

聚合物阻尼材料是指采用聚合物基体和一定助剂添加量制备而成的材料。

聚合物阻尼材料多用于在低温、中低频振动环境下,积极利用分子团聚结构吸附、吸收、消耗机械能,减小振动、噪声、冲击的强度。

复合阻尼材料是指将金属阻尼材料、聚合物阻尼材料和其他可用于阻尼材料方面的复合型材料各种材料经过一定比例混合而成。

二、1. 石墨烯阻尼材料石墨烯作为一种新型材料,具有良好的导电性、导热性、和强度,深受科研界的关注。

研究人员在石墨烯材料表面引入氮或硫等元素,制备出了新型的石墨烯阻尼材料。

石墨烯阻尼材料具有很高的吸能特性,在高频振动时表现出优良的阻尼性能。

该材料还具有良好的导电性,可以用于电化学传感器、防静电材料等领域。

2. 超疏水阻尼材料超疏水材料被应用于各种材料表面涂层中,作为一种新型的表面涂层材料。

由于其高纳米结构,可以抑制液滴在表面的粘附,提高材料表面的阻尼性能。

最近,研究人员在超疏水材料的基础上设计了超疏水阻尼材料,该材料可以在极短的时间内从振动中吸收大量的能量,减少机械结构的振动幅值。

这种材料具有应用前景广阔,可以被应用于空间舱、加油机和汽车等领域。

3. 纳米氧化铝阻尼材料纳米粒子可以作为阻尼材料中的助剂添加,来提高材料的性能。

高分子阻尼材料的研究进展_吕生华

高分子阻尼材料的研究进展_吕生华
根据网络互穿程度将 IP N 聚合物分为完全相容、 半相容、完全不相容三大类。完全相容的 IP N 类似于 单组分高聚物, 玻璃化温度区域有所加宽, 但 Ed、t an D
值变化呈现单一尖峰; 完全不相容的 IPN 类似于共混, 网络的互穿相容程度差, 呈现两个孤立的尖峰, 中间区 域呈现出较低的 Ed、t an D 值; 半相容的 IPN 玻璃化转 变温度向内迁移互相靠近, 同时, 由于互穿协同效应显 著而使中间过渡区域的阻尼值 Ed、tan D有明显上升, 如图 1 所示。合成高性能 IPN 阻尼材料就是要在网络 间相界面处产生适当的相容性, 因为在动态力学谱上, 平台峰的中间部分实际上是两网络之间界面过渡层贡 献的结果, 恰当的相容才能使过渡区域的阻尼值得以 提高[ 23] 。
收稿日期: 2001O08O03
内摩擦把力学能转化为热能, 起到阻 尼效果。一般在 T g 附近, 链段能充分运动, 但又跟不上, 所以滞后现象
严重, 阻尼效果好, 在玻璃化转变区内将出现一个内耗 的极大值。一般, 玻璃化转变温域愈大、温域值与环境 愈符合, 其阻尼效果愈好。
高分子阻尼材料有两种作用方式: 一种为自由阻 尼( 扩展阻尼) , 应用单层聚合物粘弹材料产生的阻尼 作用; 另一种为约束阻尼, 用刚性材料覆盖在粘弹性材 料表面而产 生的阻尼作用。自由阻尼的 效果可由 Ed 反映, 约束阻尼可由 t an D反映。Ed、t an D值越大, 阻 尼效果越明显。对均聚及无规共聚物来 说, 有效的阻 尼温域只有 20- 30 e 。但在实际应用中, 许多产生振 动、噪音的系统自身随外界条件在不停地变化, 这就要 求通用型高分子阻尼材料至少要有 60- 80 e 的玻璃 化转变区, 同时要有较高的阻尼值( t an D> 013) [ 10] 。 112 聚合物阻尼性能的测定方法与评价

聚氨酯阻尼材料的制备和表征方法

聚氨酯阻尼材料的制备和表征方法

聚氨酯阻尼材料的制备及表征方法一材料简介阻尼材料是一种能吸收振动机械能,并将之转化为热能而耗散的功能材料,阻尼减振降噪技术利用阻尼材料在变形时把动能转变成为热能的原理,降低结构的共振振幅,增加疲劳寿命和降低结构噪声。

各类阻尼材料已广泛应用于导弹、卫星、飞机、舰船、汽车工业等许多领域。

高聚物阻尼材料因其自身的粘弹特性,是一种能够有效吸收振动能量的能材料。

高分子阻尼材料的种类非常多,其中以聚氨酯(PU)为基体的阻尼材料是研究时间最早、研究最深入的高分子阻尼材料之一,聚氨酯可以通过设计控制其交联密度、分子结构中软硬段的种类和比例、填料的种类和含量以及采用互穿聚合物网络技术等手段获得复合应用要求的聚氨酯阻尼材料。

聚氨酯阻尼材料按用途可分为阻尼黏合剂、阻尼泡沫、阻尼涂料、阻尼弹性体等,这些材料已广泛应用于航空航天、汽车、船舶制造、精密仪器、建筑装饰等国民经济各个领域。

文中介绍了近年来聚氨酯基阻尼材料的研究进展,重点讨论了聚氨酯阻尼材料的制备方法、机理研究以及影响其相关性能的因素二阻尼机理高分子材料具有黏弹性,在受到交变外力作用时,应变落后于应力,存在滞后现象。

在每一循环过程中,要发生力学耗散而消耗能量即产生内耗,从而起到阻尼的作用。

高分子阻尼材料属于粘弹性阻尼材料,兼有某些粘性液体在一定流动的状态下损耗能量的特性和弹性固体材料储存能量的特性。

高分子聚合物由于其特殊结构,在玻璃化转变区域内,即在Tg附近,有很好的阻尼减震性能。

从高分子链段运动的角度来看,在玻璃化转变Tg以下,高分子链段的自由运动是完全被冻结的。

整个高分子处于玻璃固体状态,模量很高,不能散发机械能,只能将机械能作为位能储存起来。

在Tg以上的高弹性,链段可以自由运动,整个高分子材料显示出高弹态固体特征,模量低,亦不能散发机械能只能将机械能转化为形变能储存起来。

在玻璃化转变区内,高分子链段是由完全冻结状态向自由运动状态转变的过程,在外力作用下,软硬链段发生摩擦,从而将一部分机械能转化为热能耗散掉,因而有较好的阻尼性能。

新型阻尼材料的制备与应用

新型阻尼材料的制备与应用

新型阻尼材料的制备与应用随着科技的发展,新型材料的研究和开发已经成为当今的热点之一。

其中,新型阻尼材料的制备与应用在机械、航空航天、交通等领域得到了广泛的关注。

本文将从新型阻尼材料的概念入手,详细介绍阻尼材料的种类、制备方法以及应用领域。

新型阻尼材料指的是基于高分子合成或纳米材料涂覆的材料,通过质量阻尼、干摩擦、黏滞耗散等方式,对机械振动或冲击进行有效的消除和控制。

根据其材料性质和制备方法的不同,阻尼材料主要分为三类:聚合物阻尼材料、纳米阻尼材料和复合阻尼材料。

聚合物阻尼材料是一种将高分子材料加工成薄膜或固体的阻尼材料。

在材料的制备过程中,通过改变高分子的分子结构,控制材料的硬度、粘度和阻尼特性。

同时,通过添加各种填料和添加剂,可以进一步改善材料的阻尼性能和加工性能。

纳米阻尼材料是将纳米材料(如纳米粉末、纳米管、纳米片等)涂覆在基材表面的一种阻尼材料。

由于纳米材料具有较高的比表面积和独特的结构形态,在材料表面的吸附、扩散和化学反应中发挥了重要的作用。

因此,纳米阻尼材料显示出了很好的阻尼和耐磨性能,成为了阻尼材料研究的热点之一。

复合阻尼材料是将两种或多种阻尼材料混合在一起制备而成的一种材料。

与单一阻尼材料相比,复合材料可以在多个方面中综合考虑材料性能,从而达到更好的阻尼效果。

阻尼材料的制备方法有多种,包括涂覆法、浸渍法、溶液法、层压法等。

其中,涂覆法是一种常用的制备方法。

涂覆法通常采用喷涂、滚涂等技术,将阻尼材料均匀地涂覆在基材表面,从而改善基材的阻尼特性。

与涂覆法不同,浸渍法是将阻尼材料直接浸渍在基材中,使其吸附在基材的表面、缝隙或孔隙中,从而改善基材的阻尼特性。

阻尼材料的应用领域非常广泛,主要包括机械、航空航天、交通、电子等领域。

在机械领域,阻尼材料可以用于降低机械振动和冲击,改善噪声和疲劳寿命。

在航空航天领域,阻尼材料可以用于控制航空器的振动和噪声,提高飞行的稳定性和舒适性。

在交通领域,阻尼材料可以用于轨道交通、轮船等交通工具的减震控制,改善乘客的出行体验。

CuAlMn高阻尼合金的制备与性能的开题报告

CuAlMn高阻尼合金的制备与性能的开题报告

CuAlMn高阻尼合金的制备与性能的开题报告
一、背景
高阻尼合金是一种新型的金属材料,在医疗设备、电子元器件、振动、噪声和结构控制等领域有广泛的应用。

高阻尼合金具有高阻尼和低弹性模量的特点,因此在吸能、减振和降噪方面有着广泛的应用前景。

CuAlMn高阻尼合金具有良好的可加工性能和稳定的高阻尼性能,在材料研究领域有着广泛的应用。

二、研究目的
本研究旨在制备CuAlMn高阻尼合金,并对其组织结构和阻尼性能进行研究,为材料的应用提供基础数据和理论依据。

三、研究方法
本研究采用真空感应熔炼和热处理工艺制备CuAlMn高阻尼合金。

通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸试验等手段对样品的组织结构和力学性能进行测试和研究。

四、预期结果
本研究预计能够成功制备出CuAlMn高阻尼合金,并探究其组织结构和阻尼性能。

通过对样品的分析和测试,预计能够发现CuAlMn高阻尼合金的显微组织和力学性能之间的关系,并为材料的应用提供基础数据和理论依据。

五、研究意义
本研究的开展将有助于深入理解CuAlMn高阻尼合金的组织结构和力学性能之间的关系,为该材料的应用提供基础数据和理论依据。

同时,本研究对其他高阻尼合金的研究也有参考和借鉴意义。

高分子阻尼材料的研究进展

高分子阻尼材料的研究进展
胶粘剂作为一类应用极为广泛的高分子材料, 国 内 主 要 采 用 互 穿 聚 合 物 网 络 (IPN) 技 术 或 共 混 技 术来提高其阻尼性能。 秦岩[3]等利用氯乙烯/醋酸乙烯 共聚糊树脂对塑溶胶进行改性, 制取了在 20~100 ℃ 较宽温域范围内具有较好阻尼性能的胶粘剂。 将其 用于汽车工业中,可达到良好的吸声减振效果。赵立 英 [4]等 以 柔 性 链 段 与 刚 性 单 元 并 存 的 端 脂 肪 氨 基 聚 醚 (APPEG) 作 为 固 化 剂 , 制 备 出 可 室 温 固 化 的 环 氧 树脂(EP)胶粘剂。 研究结果表明:固化剂对 EP 有明 显 的 增 强 、增 韧 效 果 ;当 APPEG 与 EP 的 质 量 比 为 0.67 时,阻尼值高达 2.0。倘余昌[5]等研究了不同比例 的 聚 氨 酯 (PU)/酚 醛 树 脂 (PF)共 混 体 系 ,通 过 添 加 不同玻璃化转变温度(Tg)的聚丙烯酸酯,来 改 善 其 阻尼性能,从而拓宽了 PU 胶粘剂的应用范围。 中国 专利[6]报道了 PU/丙烯酸酯胶粘剂。 由于 IPN 的协同
作用, 使该胶粘剂在宽温度范围内具有较好的阻尼 性能。
本文简要介绍了高聚物阻尼材料的最新研究进 展,以及通过无机/有机小分子杂化法来提高阻尼性 能的研究现状。
1 高聚物阻尼材料的阻尼机理及评价方法
高分子材料一般 在 Tg 区 域 内 表 现 出 最 好 的 阻 尼性能[7]。 这是因为当温度在 Tg 区域内时,高分子链 段刚好处于能够自由运动的状态,体系黏度很高,链 段运动受到的摩擦阻力很大,故不可逆滑动增加,形 变滞后于应力变化,导致体系内耗较大;当温度低于 Tg 时,高分子链段处于坚硬的玻璃态(自由运动被冻 结),分子间链段的滑移现象极少,外力作用于高分 子材料时只引起键长和键角的改变, 而这种形变很 小、很快,足以跟得上应力的变化,故体系内耗较小; 当温度高于 Tg 时,高分子链段处于高弹态,链段运 动较自由,链段间的滑动能够很快恢复,故体系内耗 减小。

一种高性能阻尼橡胶及其制备方法

一种高性能阻尼橡胶及其制备方法

专利名称:一种高性能阻尼橡胶及其制备方法
专利类型:发明专利
发明人:李刚,王辉,王浩,孙超,黄兰兰,邓志勇,吴锦荣申请号:CN202111453994.9
申请日:20211201
公开号:CN113969031A
公开日:
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了高性能阻尼橡胶及其制备方法,由第一前体与第二前体共混聚合得到,所述第一前体具有带阳离子基团的分子链,所述第二前体具有带阴离子基团的分子链,所述橡胶中的阳离子基团与阴离子基团的摩尔比为1:1。

通过带阳离子基团的分子链和带阴离子基团的分子链混合,阴阳离子由于静电作用,只在分子链之间形成可逆物理交联作用。

在外力作用下,可逆的物理交联作用逐步耗散大量外部能量,使得材料能够具有较宽的阻尼温域。

同时物理交联作用的可逆性使得材料具有自修复的功能。

申请人:中国核动力研究设计院
地址:610000 四川省成都市双流区长顺大道一段328号
国籍:CN
代理机构:成都行之专利代理事务所(普通合伙)
代理人:梁田
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高分子复合材料的阻尼性能研究

高分子复合材料的阻尼性能研究

高分子复合材料的阻尼性能研究阻尼性能是高分子复合材料中一个重要的性能指标,对于材料的应用和性能表现起着至关重要的作用。

阻尼性能指的是材料在受到外力作用后,其对振动或冲击的吸收能力和抑制能力。

通过研究和优化高分子复合材料的阻尼性能,可以为工程领域中的结构设计和材料选择提供重要参考。

阻尼性能的研究需要考虑多个因素,包括材料的结构、基体性能以及添加剂的类型和浓度等。

在高分子复合材料中,一般通过添加填料或改变分子结构来改善阻尼性能。

填料的类型可以是纳米填料、微米填料或纤维填料等。

纳米填料因其具有较大的比表面积和界面效应,对提升材料的力学性能和阻尼性能具有独特的作用。

而微米填料则可以通过填充效应来改善材料的刚度和阻尼性能。

此外,纤维填料还可以通过增加材料的内摩擦和分散冲击能量来提高阻尼性能。

除了填料的选择外,高分子材料的分子结构和基体性能也对阻尼性能起着重要的影响。

高分子材料的分子量和拉链层结构会影响其力学性能和阻尼性能。

较高的分子量一般会使材料具有较好的拉伸性能和耐冲击性能,但是可能会降低材料的阻尼性能。

因此,在设计高分子复合材料时,需要根据具体的应用要求权衡不同因素,以获得较好的阻尼性能。

高分子复合材料的阻尼性能研究包括实验研究和模拟仿真两个方面。

实验研究可以通过制备样品进行拉伸、冲击或振动实验来评估材料的阻尼性能。

实验方法通常包括动态力学分析、冲击实验和模态分析等。

动态力学分析可以通过施加动态载荷并测量材料的应变和应力来评估材料的阻尼性能。

冲击实验可以通过模拟实际工况下的冲击负荷来评价材料的能量吸收能力。

而模态分析则可以利用振动试验来研究材料的阻尼能力以及阻尼效果。

另一方面,模拟仿真方法可以通过数值模拟来预测高分子复合材料的阻尼性能。

数值模拟方法包括有限元方法、计算流体动力学和分子模拟等。

有限元方法可以通过建立材料的数学模型,通过求解得到材料在不同工况下的应变和应力分布,从而预测阻尼性能。

计算流体动力学可以模拟材料在流体中的行为,从而预测振动和冲击时的阻尼效果。

《高分子阻尼材料》课件

《高分子阻尼材料》课件

高分子阻尼材料的性能评价
机械性能
高分子阻尼材料的机械性能是 指在受到力的作用下,材料的 变形和断裂等机械行为。
阻尼性能
通过测试材料的阻尼性能,可 以了解阻尼材料吸收振动的能 力和阻尼效率。
常用测试方法
目前,常用的测试方法有共振 法、冲击法、频率响应函数法 等。
高分子阻尼材料的应用案例
1
汽车制造
在汽车制造中,高分子阻尼材料可以用于车身结构的支撑和保护,达到降噪和减震的 效果。
高分子阻尼材料的制备方法
反应加工法
通过在高分子材料基础上添 加一些化学品来实现材料的 阻尼效果,弹性高分子材料 就是应用这种方合物掺杂到另 一种聚合物基础上,然后将 其加热至熔融状态并形成一 个均匀的复合材料。
其他常用方法
还有一些其他方法也可以制 备高分子阻尼材料,如层间 剪切法、浸渍法等,但它们 通常需要更复杂的工艺。
高分子阻尼材料的前景展望
1 研究现状和发展动态
在阻尼材料方面,目前的研究重点不仅在于如何提高材料的吸振性能,还在于研发更高 效、更智能的制备工艺。
2 新型高分子阻尼材料的研究方向
研究人员还在探索一些新型高分子阻尼材料,如纳米复合材料、智能响应材料、多功能 阻尼材料等。
3 高分子阻尼材料的未来应用前景
高分子阻尼材料
高分子阻尼材料在现代制造业中发挥着越来越重要的作用。从汽车到建筑, 这种材料可以帮助我们更好地应对振动和噪音。
什么是高分子阻尼材料?
概述
高分子阻尼材料是一种能够吸收振动的材料,常用于降低机械和建筑结构的振动和噪音。
分类
基本上可以分为弹性高分子材料、聚合物复合材料和夹层结构。
特点
具有良好的稳定性、耐久性和吸振性,可以抵抗高负载和高能量的冲击力。

一种高阻尼橡胶材料及其制备方法

一种高阻尼橡胶材料及其制备方法
白炭黑和 HMGSSBR 同 时 相 互 作 用,可 能 会 降 低
估计自由 链 末 端 的 数 量,并 假 设 EGSSBR 和 MG
SSBR 的星形结构产生三个链末端.
潜在的影响.液体官能化橡胶与官能化 HMGSS

BR 的组合 可 能 会 更 好 地 改 善 硫 化 的 最 终 性 能.
Tg 值变 化 趋 势 相 关,而 非 官 能 团 的 影 响 (见 表
有希望用液体 SSBR 部分替代用作增塑剂的
51,
No.
3(
2019),
244~259

一种高阻尼橡胶材料及其制备方法
CN107337814B 发 明 公 开 了 一 种 高 阻 尼 橡
胶材 料 的 制 备 方 法,主 要 原 料 及 其 用 量 为:橡 胶
100,极性填料 20~75,氧化 锌 3~10,硬 脂 酸 1~
5,防老剂 3~8,增塑剂 5~20,硫 黄 1~4,促 进 剂
CZ1~3,抗 硫 化 返 原 剂 0.
2~2,受 阻 酚 和/或 受
阻胺 10~50. 橡 胶 为 极 性 橡 胶 或 极 性 橡 胶 与 非
极性橡胶的组合;当 橡 胶 为 极 性 橡 胶 与 非 极 性 橡
要求.
胶的组 合 时,极 性 橡 胶 的 用 量 不 小 于 20 份;极 性
Ark
ema 公司改进有机过氧化物交联技术
法 国 Arkema 公 司 于 2019 年 10 月 21 日 宣
布,继续创新、发oxAIR 技 术,引 入 了 Lupe
r
ox AIR XL80 和
AIRXL80 有机过氧化物的特点是可减少橡胶的
冷流现象,允许在全年的仓储过程中,正常温度下
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试论高分子阻尼材料的制备及性能
作者:刘贤辉
来源:《科学与财富》2017年第03期
摘要:高分子阻尼材料最为显著的特点便是减振降噪。

由于性能优越,在航天航空、船舶、汽车等领域应用广泛。

本文分析了高分子阻尼材料的工作机理、结构性能以及发展应用前景,表明在未来的应用过程中高分子阻尼材料将会朝着环境友好、宽领域的方向发展。

关键词:高分子阻尼材料;减振降噪;环保
一、高分子阻尼材料的工作机理
高分子阻尼材料的工作机理是在交变应力等作用到聚合物时,由于因链状大分子必须花费一定时间去克服链段间的内摩擦阻力才能继续运动,在应力变化过程中,变形往往会更为缓慢,特别是在某种频率或温度下这种滞后表现的更为明显。

这种变形滞后必须消耗更多的能量所以减小了振动体动能,最终实现减震的效果。

现如今,阻尼材料已经有了更多的发展,新型阻尼材料的出现让高分子阻尼材料的工作机理变得更为复杂,因此用传统的方式来解释是远远不够的。

当代的学者为了更好的解释高分子阻尼材料的工作机理,试图从粘弹性性能和微观分子结构的关系来进行剖析。

学者Fradlin是最早定义阻尼性能和分子结构关系的,他认为互穿网络聚合物具有协同效应,它可以使两聚合物之间相互交联而限制相区,促使分子水平混合,从而具有宽广的阻尼峰。

Thomas指出,聚合物中各个分子基团对阻尼的贡献不仅与其分子结构有关,而且还与在聚合物分子中所处的位置有关,进而定量地提出了基团贡献分子理论。

相关学者的分析,加深了对高分子阻尼材料的研究,让新型高分子阻尼材料能够应用的更为广泛,也扩宽了高分子阻尼材料的研发领域和设计水平。

二、高分子阻尼材料的结构性能
传统的高分子阻尼材料具有一定局限性,结构上呆板和单一的特性约束了使用者的使用需求,其主要包括离散型、约束型和自由型阻尼结构。

最近这些年以来,随着科学技术的不断发展,高分子阻尼材料已经取得了更多的研究进展,在设计上取得了瞩目的成就,其中最值得关注的便是复合型高分子阻尼材料。

它主要是通过简单物理组合来实现各种单一阻尼材料的混合,并转换其中的性能和结构从而衍生出具有更多性能的高分子阻尼材料。

(一)具有隔离层的复合阻尼结构
具有隔离层的复合阻尼结构在阻尼层和基本弹性层之间添加了一层隔离层,这是它和自由阻尼结构最大的区别点。

隔离层的主要材质是铝蜂窝、纸蜂窝、硬质泡沫塑料等,具有高刚度、轻质的性能特点。

在弯曲振动力作用于基本弹性层时,这个隔离层将拉压变形的力度增
大,从而阻尼层材料的能效随之增加,类似于杠杆放大的作用,所以也叫扩变层。

具有隔离层的复合阻尼结构如图1所示。

图1 具有隔离层的复合阻尼结构
(二)吸收低频振动的复合阻尼结构
吸收低频振动的复合阻尼结构和具有隔离层的复合阻尼结构结构存在一定相似之处,但是中间的聚氨酯泡沫不具备高刚度的物理特性,它呈现出的是柔软的特性。

因此,吸收低频振动的复合阻尼结构往往在低频震动上具有更好的效果,如图2所示。

图2 吸收低频振动的复合阻尼结构
为适应低频振动,增加了泡沫层,该泡沫层就相当于一根很软的弹簧,而普通阻尼层就相当于一个质量块,故其本身就构成质量弹簧减振系统,根据隔振理论,其有效隔振频率k的范围为k≥ 2 P,式中P为质量弹簧系统的固有频率,可由下式求出:
式中m为上层普通阻尼材料的质量,k为泡沫层的刚度,只要泡沫层很软,就意味着P很小,有效隔振频率就更低。

适当选择质量及弹簧,便可控制有效隔振频率范围。

(三)消声复合阻尼结构
消声复合阻尼结构的组成材料是对声音具有特定作用的,纤维型或是泡沫型阻尼材料内部有着空洞结构,在声波进入到这些空隙中时,孔壁和空气之间具备摩擦力,伴随空气间的粘性力,材料细纤维和空气产生振动,振动能随之降低,因此消声复合阻尼结构的消声效果较为明显。

(四)用于隔离地震的复合阻尼结构
用于隔离地震的复合阻尼结构,顾名思义是运用到地震灾害中去的阻尼材料。

把建筑物同地震运动相隔离的主要条件,一是支承座既能确保建筑物和其地基在水平方向上柔性连接,又能在垂直方向上提供足够的支承刚度,二是支承座具有吸收振动能量的能力,图6即为其原理图。

图5 用于隔离地震的复合阻尼结构原理图
三、应用及发展趋势
随着社会的不断发展,高分子阻尼材料也得以展开深入研究,并应用到越来越多的领域中去。

现如今的高分子阻尼材料主要呈现如下发展趋势。

一是高分子阻尼材料的宽温域和高性能。

高性能阻尼材料的要求主要为材料在宽温域内应具备高损耗因子(tanδ)。

互穿聚合物网络(IPN)由于网络间的相互贯穿、强迫互容、协同效应及特殊的细胞状结构、双相连续等形态特征,可有效拓宽高聚物的玻璃化转变温度(Tg),这已成为目前制备此类材料颇具前景的方法。

二是高分子阻尼材料需要对环境的负面影响小。

由于当前社会环境压力不断增大,因此对于任何新型材料都要求具备较好的环保性能,因此高分子阻尼材料也朝着无溶剂型材料、高固体分、水性材料方向发展,从而具备环境友好性。

三是高分子阻尼材料的精细化和智能化。

随着科技的发展,高分子阻尼材料已经朝着智能方向不断发展,也表现出更多的应用前景。

在未来的研究工作中,改进智能材料成为了重中之重,只有这样才能符合科学技术不断发展的需要。

四、结语
现如今,高分子阻尼材料已经在全世界各地广泛应用开来,也形成了一定的产业规模,德国汉高便是行业里的重要代表。

在未来的发展过程中,高分子阻尼材料已经朝着宽温域、高性能、环境友好型、精细化和智能化的方向不断发展,也成为了各个生产厂家研发的重要考虑因素,特别是在开发环保型材料,水性材料和无溶剂材料方面成为了该领域研究中的重中之重。

相信只要加快材料的绿色化进程,高分子阻尼材料将会表现出更为重要的应用作用,逐步缩小我国同国外材料发展的距离。

参考文献
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作者简介:刘贤辉,男,1995年八月九日,安徽合肥人,池州学院,247000。

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