本文關(guān)鍵詞：高阻尼硅橡膠復(fù)合材料的制備與性能研究

  更多相關(guān)文章： 甲基乙烯基硅橡膠 界面改性 無機(jī)填料 阻尼性能 乙烯丙烯酸酯橡膠 共混改性

【摘要】：隨著社會(huì)和現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展,振動(dòng)和噪音的污染日益嚴(yán)重,給人們的生活帶來了很多危害與不便,因此,減少振動(dòng)和吸聲降噪一直是人們研究的一個(gè)熱點(diǎn)。目前,減振材料仍以橡膠基材料為主。對(duì)于性能優(yōu)良的阻尼材料,必須滿足損耗因子tanδ0.3的溫域至少在60~80℃,而且材料有效阻尼溫域必須與實(shí)際工作溫度一致。硅橡膠由于其特殊的主鏈結(jié)構(gòu),具有優(yōu)異的耐高低溫性,耐老化性等,被廣泛用于電子電氣、航天航空及航海等領(lǐng)域。阻尼材料在一些極端環(huán)境的應(yīng)用中,如航天航空飛行器的減振器,不僅需要優(yōu)異的減振阻尼性能,還需要具有良好的耐高低溫和耐候性能,此種情況下,硅橡膠材料是不二之選,但是純硅橡膠的損耗因子較低(tanδ0.2),因此通過改性研究提高其阻尼性能具有重要的工程應(yīng)用意義。本文以甲基乙烯基硅橡膠(MVQ)為基體,通過MVQ與球形氧化鋁(Al_2O_3)、埃洛石納米管(HNTs)、片狀絹云母共混制備MVQ/無機(jī)填料阻尼材料,研究界面改性方法及無機(jī)填料的微觀形態(tài)對(duì)復(fù)合材料阻尼性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),硅烷偶聯(lián)劑改性提高了填料與MVQ的粘連作用,限制了填料粒子在MVQ中的運(yùn)動(dòng)空間,與未改性體系相比,材料阻尼性能稍稍下降,相對(duì)于偶聯(lián)劑改性,在MVQ中添加Al_2O_3-PPy,PPy在Al_2O_3表面形成彈性層,有利于能量的傳遞,并且PPy層對(duì)能量振動(dòng)有一定吸收,綜合結(jié)果提高了材料的阻尼性能。無機(jī)填料的微觀形態(tài)對(duì)復(fù)合材料阻尼性能也有重要影響。HNTs與片層絹云母具有較大的長徑比,比表面積較球形Al_2O_3更大,更有利于提高材料阻尼性能。在MVQ/絹云母復(fù)合材料中,MVQ分子鏈會(huì)進(jìn)入云母片間,形成大量微觀約束阻尼結(jié)構(gòu),進(jìn)一步提高體系阻尼性能。此外,填料粒徑越小、用量越大,復(fù)合材料阻尼性能越好。在MVQ中添加150 phr改性后的3000目絹云母,材料最高阻尼因子達(dá)0.45,損耗因子tanδ0.3的阻尼溫域超過120℃(-66.8~55.1℃)。為提高硅橡膠阻尼材料的綜合性能,本文選用適當(dāng)?shù)牧蚧瘎⿲?shí)現(xiàn)MVQ與乙烯丙烯酸酯橡膠(AEM)的共硫化,制備MVQ/AEM共混膠,并在共混膠中添加粒徑為3000目片層絹云母,制備MVQ/AEM/絹云母阻尼材料。研究表明,AEM的引入,改善了MVQ的阻尼性能、力學(xué)性能和耐油性能。在MVQ/AEM共混膠中添加用量相同的片層絹云母,隨著共混膠中AEM比例的增大,材料阻尼性能提高。隨著絹云母用量增大,材料損耗峰向高溫移動(dòng),有效阻尼溫域拓寬,但當(dāng)絹云母用量達(dá)一定程度時(shí),材料阻尼性能變化不大,同時(shí),復(fù)合材料在較寬的頻率(10-5~1015Hz)范圍內(nèi)也具有良好的阻尼性能。當(dāng)MVQ/AEM比例為50/50,絹云母用量為75 phr時(shí),復(fù)合材料綜合性能最好,此時(shí),材料有效阻尼溫域?qū)掃_(dá)99.5℃(-36.0~63.5℃),拉伸強(qiáng)度為5.7MPa,斷裂伸長率為171%,有效阻尼頻率范圍寬達(dá)10-3~1010 Hz。
【關(guān)鍵詞】：甲基乙烯基硅橡膠 界面改性 無機(jī)填料 阻尼性能 乙烯丙烯酸酯橡膠 共混改性
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ333.93;TB33
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-30
• 1.1 引言12-13
• 1.2 粘彈性阻尼材料的性質(zhì)13-20
• 1.2.1 粘彈性阻尼材料的阻尼機(jī)理13-15
• 1.2.2 粘彈性阻尼材料阻尼性能的測試與表征15-17
• 1.2.3 粘彈性阻尼材料阻尼性能的影響因素17-20
• 1.3 粘彈性阻尼材料的研究現(xiàn)狀20-27
• 1.3.1 聚合物共混改性20-21
• 1.3.2 共聚改性21-22
• 1.3.3 互穿網(wǎng)絡(luò)改性22-23
• 1.3.4 有機(jī)小分子雜化23-24
• 1.3.5 帶懸掛鏈結(jié)構(gòu)改性24-25
• 1.3.6 無機(jī)填料增強(qiáng)25-26
• 1.3.7 結(jié)構(gòu)化改性26-27
• 1.4 粘彈性阻尼材料的發(fā)展與展望27
• 1.5 本論文的研究目的和意義27-28
• 1.6 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)28-29
• 1.7 本論文的研究內(nèi)容29-30
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分30-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料30-31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備31-32
• 2.3 阻尼材料的制備32-33
• 2.3.1 基本配方32
• 2.3.2 填料界面改性32
• 2.3.3 樣品制備32-33
• 2.4 性能測試與表征33-36
• 2.4.1 門尼粘度測試33
• 2.4.2 硫化特性測試33-34
• 2.4.3 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測試34
• 2.4.4 物理機(jī)械性能測試34
• 2.4.5 耐熱老化性能測試34
• 2.4.6 高溫壓縮永久性能測試34
• 2.4.7 耐油性能測試34-35
• 2.4.8 掃描電鏡分析35
• 2.4.9 傅里葉變換紅外光譜測試35-36
• 第三章 無機(jī)填料對(duì)硅橡膠阻尼材料性能的影響36-59
• 3.1 引言36-38
• 3.2 MVQ/球狀A(yù)l_2O_3阻尼材料的性能研究38-45
• 3.2.1 Al_2O_3的界面改性與表征38-40
• 3.2.2 界面改性方法對(duì)復(fù)合材料性能的影響40-44
• 3.2.3 Al_2O_3用量對(duì)復(fù)合材料性能的影響44-45
• 3.3 MVQ/埃洛石納米管阻尼材料的性能研究45-49
• 3.3.1 界面改性方法對(duì)復(fù)合材料性能的影響45-48
• 3.3.2 埃洛石納米管用量對(duì)復(fù)合材料性能的影響48-49
• 3.4 MVQ/片狀絹云母阻尼材料的性能研究49-57
• 3.4.1 界面改性方法對(duì)復(fù)合材料性能的影響49-53
• 3.4.2 絹云母粒徑對(duì)復(fù)合材料性能的影響53-54
• 3.4.3 絹云母用量對(duì)復(fù)合材料性能的影響54-57
• 3.5 本章小結(jié)57-59
• 第四章 MVQ/AEM/絹云母阻尼材料的性能研究59-73
• 4.1 引言59-60
• 4.2 MVQ/AEM共混膠性能的研究60-66
• 4.2.1 門尼粘度60-61
• 4.2.2 硫化性能61-62
• 4.2.3 物理機(jī)械性能62
• 4.2.4 阻尼性能62-63
• 4.2.5 耐熱老化性能63-64
• 4.2.6 高溫壓縮變形性能64-65
• 4.2.7 耐油性能65-66
• 4.3 絹云母用量對(duì)MVQ/AEM/絹云母共混膠性能的影響66-72
• 4.3.1 物理機(jī)械性能66
• 4.3.2 阻尼性能66-69
• 4.3.3 微觀形貌69
• 4.3.4 耐熱老化性能69-70
• 4.3.5 高溫壓縮變形性能70-71
• 4.3.6 耐油性能71-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果86-87
• 致謝87-88
• 附件88

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