震動及噪聲在我們的生活中隨處可見,不但會影響人們的身體健康同時也會對設備、建筑等產(chǎn)生危害影響其使用壽命。為了消除震動與噪聲帶來的危害,人們通常使用阻尼材料來吸收噪聲及震動。為了降低傳統(tǒng)阻尼材料對使用環(huán)境溫度及頻率的依賴性,研究人員開發(fā)出了壓電阻尼材料。隨著科技的進步,人們對壓電阻尼材料提出了更高的要求,能夠在高溫、高濕等較嚴苛條件下使用的壓電阻尼材料得到了人們越來越多的關注。本文制備了不同分子量的酚羥基封端的聚芳醚酮齊聚物,并將這些齊聚物與二甲氨基封端的聚有機硅氧烷齊聚物進行聚合,得到聚芳醚酮-聚硅氧烷嵌段共聚物(PAEK-b-PDMS),并采用流延法制備了一系列多壁碳納米管/鈦酸鋇/聚芳醚酮-聚硅氧烷嵌段共聚物基壓電阻尼材料。觀察不同復合材料的微觀形貌變化,研究多壁碳納米管和鈦酸鋇填充量變化對復合材料阻尼性能的影響,嘗試研制一類能夠在高溫,高濕等較嚴苛的條件下使用的壓電阻尼材料。主要研究內(nèi)容包括:第一部分,首先以不同過量比的4,4′-(六氟異亞丙基)二酚與4,4′-二氟二苯甲酮共聚制備了不同分子量酚羥基封端的聚芳醚酮齊聚物。再將其與二甲氨基封端的聚有機硅氧烷進行聚合,得到了一系列聚芳醚酮-聚硅氧烷嵌段共聚物(PAEK-b-PDMS)。由于聚有機硅氧烷的引入使PAEK-b-PDMS具有微相分離結(jié)構。隨著聚有機硅氧烷含量的增加,嵌段共聚物的接觸角逐漸增大,其中嵌段共聚物1100 F-PAEK-PDMS的接觸角為112~oC,顯示出了較好的疏水性能;玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T_g)逐漸下降,斷裂伸長率提高。嵌段共聚物具有良好的熱穩(wěn)定性,5%的熱分解溫度為394 ~oC。第二部分,選取嵌段共聚物1100 F-PAEK-PDMS為基體,以鈦酸鋇(BT)為壓電相,多壁碳納米管(CNTs)為導電相,通過流延法制備了一系列CNTs/BT/1100 F-PAEK-PDMS壓電阻尼復合材料。通過對復合材料的微觀形貌研究發(fā)現(xiàn),填充材料在基體中分布較為均勻,與樹脂基體有較好的界面粘結(jié)性。EDX研究結(jié)果顯示填充材料有選擇性的分散在聚芳醚酮相中。阻尼性能研究結(jié)果表明,當CNTs的含量增加,復合材料的電導率逐漸升高為半導體時,且BT含量適當時,復合材料的阻尼性能最好。其中復合材料0.5 wt%CNTs/50 wt%BT/1100 F-PAEK-PDMS的阻尼性能最好,其有效阻尼溫域達到60 ~oC(55~115 ~oC)。同時,我們還考察了經(jīng)有機溶劑、沸水及酸堿溶液處理后的復合材料阻尼性能,發(fā)現(xiàn)經(jīng)處理后的復合材料阻尼性能與未經(jīng)處理的材料阻尼性能變化不大,說明我們的復合材料可以在高溫高濕的情況下使用,是一類在苛刻環(huán)境下有應用潛力的壓電阻尼材料。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB33
【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 阻尼材料
        1.2.1 阻尼材料的發(fā)展狀況
        1.2.2 粘彈性材料的阻尼機理
    1.3 壓電阻尼材料的背景及研究進展
        1.3.1 阻尼材料的評價方法
        1.3.2 粘彈性阻尼材料的改性方法
        1.3.3 壓電阻尼材料的機理及現(xiàn)狀
        1.3.4 壓電阻尼材料性能的影響因素
    1.4 聚芳醚酮
        1.4.1 聚芳醚酮簡介
        1.4.2 聚芳醚酮的應用
    1.5 聚硅氧烷簡介
        1.5.1 聚有機硅氧烷分類
        1.5.2 線性聚有機硅氧烷對聚合物的改性
    1.6 本論文設計思想
第二章 聚芳醚酮-聚有機硅氧烷嵌段共聚物（PAEK-B-PDMS）的合成與性能研究
    2.1 實驗藥品及來源
    2.2 表征技術與實驗方法
    2.3 聚芳醚酮—聚硅氧烷嵌段共聚物（PAEK-B-PDMS）的合成、表征與性能研究
        2.3.1 酚羥基封端的聚芳醚酮齊聚物（F-PAEK）的合成
        2.3.2 聚芳醚酮-聚有機硅氧烷嵌段共聚物（PAEK-b-PDMS）的合成
        2.3.3 F-PAEK及F-PAEK-PDMS的表征
        2.3.4 F-PAEK-PDMS嵌段共聚物的溶解性
        2.3.5 F-PAEK-PDMS嵌段共聚物的熱性能研究
        2.3.6 F-PAEK-PDMS嵌段共聚物的機械性能
        2.3.7 F-PAEK-PDMS嵌段共聚物的表面性能
        2.3.8 F-PAEK-PDMS嵌段共聚物的微觀形貌
    2.4 本章小結(jié)
第三章 以PAEK-B-PDMS為基體的壓電阻尼材料性能研究
    3.0 引言
    3.1 實驗原料與設備
    3.2 制備方法與試樣的測試
    3.3 形貌表征
        3.3.1 復合材料的微觀形貌
        3.3.2 BT粒子的選擇性分布
    3.4 復合材料的電學性能研究
        3.4.1 電導率研究
        3.4.2 介電損耗研究
        3.4.3 介電常數(shù)研究
    3.5 壓電阻尼材料的阻尼性能研究
    3.6 壓電阻尼材料模量研究
    3.7 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論及展望
參考文獻
學術成果
作者簡介
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2851902