高聲阻橡膠復合材料及其在水下吸聲領域的應用研究.pdf

1、橡膠因其獨特的粘彈性而廣泛用于阻尼減振和降噪吸聲領域，近些年，用于水下吸聲的聲學阻尼橡膠材料受到國內(nèi)外水聲材料專家的廣泛關注。本論文制備了丁腈橡膠(NBR)復合材料，研究了丙烯腈含量、增塑劑種類及用量及無機填料填充對復合材料的物理機械性能、動態(tài)機械性能、熱性能和聲學阻尼性能的影響，探究了有機雜化（氫鍵作用）和梯度層合技術對不同基體復合材料的聲學阻尼性能的影響，并進行了工藝的放大試驗，獲得如下有意義的結果:
　　(1)在103Hz～

2、104Hz的頻率范圍內(nèi)，NBR復合材料的儲能模量(E')值在1×108～7×108 Pa之間、損耗因子(tanδ)在0.5～0.9之間，表現(xiàn)出較優(yōu)異的聲學阻尼性能;選擇低丙烯腈含量的NBR基體以及添加增塑劑可使NBR復合材料獲得較低的玻璃化轉變溫度(Tg)和E值;其中NBR中丙烯腈含量為18％、以DOP為增塑劑且用量為15份時，復合材料聲學阻尼性能最佳。
　　(2)滑石粉的填充可有效提高NBR、天然橡膠(NR)、丁苯橡膠(SBR)

3、以及雜化材料在3～8kHz頻段中的平均吸聲系數(shù)以及相對較高頻段的吸聲系數(shù)，其原因在于填充導致的材料密度的增加影響了材料與水的聲阻抗匹配;中空玻璃微珠(HGMs)作為多孔填料，可有效改善NBR復合材料的力學性能以及聲頻高于4.3kHz時的聲學阻尼性能。
　　(3)氫鍵網(wǎng)絡結構賦予高丙烯腈含量(41％)的受阻酚(AO-80)/NBR雜化材料更優(yōu)異的力學性能和阻尼性能，且AO-80用量為10份時體系中形成的微弱氫鍵網(wǎng)絡結構能有效改善雜化

4、材料的聲學阻尼性能;但氫鍵網(wǎng)絡結構對于低丙烯腈含量(18％)的AO-80/NBR雜化材料而言，只能提高其拉伸強度以及在4.5kHz以上的吸聲系數(shù);增大AO-80用量時，AO-80/混煉型聚氨酯(MPU)雜化材料的密度、硬度、拉伸強度、撅裂強度逐漸降低，Tg逐漸升高，并引起阻尼性能的驟變;其中AO-80用量為10份時，材料損耗峰峰值高達0.87，但該用量的AO-80并未給雜化材料聲學阻尼性能帶來積極影響。
　　(4)以MPU作為聲波