橡胶阻尼材料

凌晨的烟

橡胶阻尼材料
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发表时间：2007-08

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. ]0 r# {/ M5 J* J) \. b9 }    采用橡胶阻尼材料，不仅可以最大限度地降低机械噪声和减轻机械振动，提高工作效率，而且十分利于提高产品质量。以汽车工业为例，减震橡胶材料的使用大幅度提高了汽车的舒适性、稳定性和安全性。目前，橡胶阻尼材料已在很多领域广泛应用，且其需求量日益增大。
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1 阻尼机理
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    橡胶材料的阻尼行为是材料受外力作用时，大分子链段产生相对运动，将机械能转化为热能的过程。其中，大分子链段的运动实质上是一个松弛过程。橡胶材料随温度变化出现的 3 种力学形态为：①玻璃态。大分子链段运动能量很低，储存模量很高，分子单键只能在外力作用下做较弱的内旋转，主链几乎处于被冻结的状态，因此机械能不能转化为热能耗散掉，只能作为位能储存，材料的β犀很小，即阻尼性能差。②弹性态。大分子链段易运动，大分子链易适应外力作用而伸展或卷曲，但不能吸收足够的机械能，因此橡胶材料的阻尼性能未达到最佳。⑧玻璃态向弹性态转变的形态。由于大分子链段的内摩擦及链段的协同作用，材料阻尼性能好，能够吸收大量的振动能量，即β大。

2 影响阻尼性能的因素
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! ?, X% @. ?5 G& G7 W（ 1 ）材料的形态结构
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6 Y, S6 D: `$ s, I1 ]4 |- W    形态结构是决定橡胶材料阻尼性能的因素之一。分子链上侧基体积较大、数量多、极性大以及分子间氢键多、作用强的橡胶阻尼性能好。因此，具有较多侧甲基或极性侧基的 IIR 和 NBR 的阻尼性能比 NR 好。
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（ 2 ）使用温度和振动频率

4 [+ T, J' Y& k( W/ A5 T! B    使用条件不同，阻尼材料的适合振动频率范围不同。振动频率对弹性体的影响与温度相似。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。
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1 p  s' g$ C! K. J# Y% {3 Y1 ]6 F    实际工程中，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。
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) h6 X) G8 T" i$ F% S( W4 B（ 3 ）聚合物共混比

    为保证阻尼材料具有较好的力学性能和阻尼性能及较宽的玻璃化转变温度范围，其聚合物的共混比应适当。

（ 4 ） 配合剂

" H0 b) G0 W4 }8 o8 C# h$ n•  补强剂

    白炭黑对橡胶材料阻尼性能的影响不大。炭黑用量对橡胶材料阻尼性能有很大的影响。随着炭黑用量增大，在相同的分散度下，橡胶材料的阻尼性能提高。

    此外，炭黑种类对橡胶材料的阻尼性能影响也很大。

. D0 L4 ]* G. K•  非补强填料
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1 g4 [- P2 ?' p    非补强填料对橡胶材料阻尼性能的影响有两个方面。一是非补强填料的加入会导致材料的自由体积变大，产生稀释效应，从而降低材料的阻尼性能；二是添加片状填料的橡胶材料受外力作用发生变形时，片状填料会发生取向，从而使填料与橡胶之间产生摩擦，起到降噪的作用。
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# g9 {3 k5 R4 v% a9 Y2 p•  其它助剂
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    橡胶助剂属于小分子化合物，其对材料阻尼性能的影响与非补强填料类似。目前，有关防老剂、硫化促进剂、软化剂等对橡胶材料阻尼性能影响的研究报道不多。
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# L5 a% G8 Q7 ^. U: y3 提高阻尼性能的方法
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（ 1 ） 聚合物共混
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    聚合物共混是提高橡胶材料阻尼性能的主要方法之一，尤其是互穿聚合物网络体系，由于其具有较好的物理性能，又能提供较宽的阻尼温度范围，越来越受到研究者的青睐。
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•  橡胶与橡胶共混
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    橡胶的玻璃化温度一般远低于室温，采用橡胶共混来改善阻尼材料的性能是有限的，因此关于通过橡胶共混来提高阻尼效果的研究报道较少。

3 k% |- g7 S, ~•  橡胶与塑料共混
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    橡胶与塑料的玻璃化温度相差较大，即橡胶在室温下处于弹性态，而塑料处于玻璃态，通过橡塑共混来提高材料阻尼性能和动态力学性能从理论上来讲是比较理想的，且目前大多数阻尼材料采用橡塑共混体系。

③ 橡胶与纤维共混

    纤维与橡胶共混可提高橡胶材料的阻尼性能。据日本专利报道，采用短纤维增强 NR 与 NR 共混，随着短纤维增强 NR 用量的增大，共混物的 tan δ可从 0.20 提高到 0.44 。
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（ 2 ）共聚

# q, J8 q) l" N•  接枝共聚
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$ U8 D7 B9 o; n, M- Z, x    接有一定长度侧链的橡胶分子受外力作用时，侧链段产生运动和摩擦，将机械能转化为热能。如聚环氧丙烷与顺丁烯二酸酐反应生成端乙烯基大分子单体后，再与苯乙烯接枝、固化，即制得聚环氧丙烷—苯乙烯接枝共聚物。其中，端乙烯基大分子单体起增塑剂的作用，其含量越大接枝共聚物的支链越多，链与链之间缠结越紧，共聚物的阻尼值越高。还有人通过接枝共聚合成了软段类型不同、软段与硬段相容性相差较大且阻尼性能不同的聚氨酯。有学者通过在 NR 上接枝甲基丙烯酸甲酯改善了 NR 的阻尼性能。

•  嵌段共聚

    嵌段共聚是把两种或多种不同链段按尾—尾或头—头方式联接在一起的聚合方法。如聚醋酸乙烯酯—丙烯酸酯橡胶体系阻尼材料，是由玻璃化温度较低且柔软性好的第一组分丙烯酸酯和玻璃化温度高、硬度大的第二组分醋酸乙烯酯嵌段共聚而成的。其中，醋酸乙烯酯使共聚物呈现胶粘性或具有一定的内聚力。

& o) S5 q( B' P/ G( q/ {    另外，再加入带官能团的单体可以强化分子链间的交联，使共聚物的 tan δ增大，从而显著提高材料的阻尼性能。
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    显然，通过探讨和应用新的阻尼减震机理、提高阻尼减震和降噪效果，可望研制出更多新型橡胶阻尼材料
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7 y, P, B) y( q' ]网上下载的，我看了还是云里雾里的，动刚度与静刚度对阻尼的影响，阻尼率的换算是怎么会事，群里高高手指点

凌晨的烟

ＴＭＤ，底子差就是不行，看这些东西云里雾里的，群里高高手出来讲解下

lzhongbing

最近老板要求开发阻尼材料，但本人对该方面七窍俱通，郁闷！

不知吴

学习学习。。。。

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学习下，具体讲解请大师讲解