聚氨酯-聚丙烯酸酯IPN材料阻尼性能研究.pdf

1、交通領(lǐng)域的振動(dòng)和噪聲控制對(duì)改善運(yùn)行安全和環(huán)境具有十分積極的意義，因此開(kāi)展IPN阻尼材料的基礎(chǔ)研究是軌道交通領(lǐng)域十分重要和迫切的任務(wù)。高聚物阻尼材料由于其粘彈性而具有很高的阻尼性能，受到國(guó)內(nèi)外的廣泛重視。
　　本文采用連續(xù)法合成了聚氨酯/聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸β羥乙酯)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)阻尼材料。通過(guò)改變成分配比、后處理工藝、交聯(lián)劑用量、無(wú)機(jī)填料石墨含量等手段制備出一系列樣品。
　　在室溫下對(duì)高分子阻尼材料

2、進(jìn)行硬度試驗(yàn)分析，得到不同制備工藝下材料在室溫下的硬度，同時(shí)對(duì)組分配比，交聯(lián)劑的用量和無(wú)機(jī)填料的影響進(jìn)行了分析。利用差示掃描量熱法(DSC)研究了材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明隨著聚甲基丙烯酸酯(PA)的含量的增加，IPN材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫域由89℃增加到94℃。
　　采用動(dòng)態(tài)熱力學(xué)分析(DMA)和強(qiáng)迫共振法測(cè)試了材料在-40℃～120℃下的損耗因子，分析了制備工藝，環(huán)境溫度和振動(dòng)頻率對(duì)阻尼性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，(

3、1)材料的阻尼性能受組份配比，交聯(lián)度，熱處理以及無(wú)機(jī)填料的影響。其中組分配比為40/60，交聯(lián)劑含量為1.5％，石墨添加量為20％并進(jìn)行熱處理的材料的損耗因子最大。(2)在DMA溫度譜上，損耗因子(tanδ)大于0.3的材料的溫域最寬為63℃，損耗因子最大值為0.55。溫度的變化影響了材料分子鏈的運(yùn)動(dòng)及材料內(nèi)部自由體積，從而對(duì)材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能產(chǎn)生影響。由材料的熱老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)看出，保持溫度在120℃時(shí)，隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)，材料的損耗因子先

4、增加后降低；加熱時(shí)間為96小時(shí)的條件下，隨著老化溫度的增加，材料的損耗因子急劇下降。(3)振動(dòng)頻率對(duì)阻尼性能的影響與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。由強(qiáng)迫共振法結(jié)果可知，當(dāng)頻率在10～1300Hz時(shí)，材料的損耗因子均大于0.3。隨著甲基丙烯酸酯含量的增加，損耗因子值大于0.3的頻率范圍增加，最大頻域?yàn)?019Hz。其原因在于，釘扎在交聯(lián)點(diǎn)間的側(cè)甲基-COOCH3和-COOCH2CH3鏈段較長(zhǎng)，極性較強(qiáng)，所以較低的頻率不能使其運(yùn)動(dòng)，必須提高振動(dòng)頻率，才能