《表1 黏弹性阻尼材料组分(质量比)》

《表1 黏弹性阻尼材料组分(质量比)》   提示:宽带有限、当前游客访问压缩模式
本系列图表出处文件名:随高清版一同展现
《低温共固化高阻尼复合材料》


  1. 获取 高清版本忘记账户?点击这里登录
  1. 下载图表忘记账户?点击这里登录

黏弹性阻尼材料减振的机理:由于阻尼材料为高分子材料,导致阻尼材料在受到振动的情况下应变滞后于应力,产生高分子链运动滞后现象,其中部分能量会以热能形式耗散,但主要依靠分子链之间的黏性内摩擦消耗振动能量,从而产生高阻尼,用于减振降噪。由于阻尼材料硫化温度高、硫化体系复杂且容易产生硫化返原,所以对于胶料组分选择十分关键。硫磺硫化体系多生成多硫键,硫化胶强度高、整体性能优良;过氧化物硫化体系和树脂硫化体系生成C—C键,但是交联剂分解温度过高、耗能大、不易硫化。通过对比,硫磺硫化体系符合ECCDS阻尼材料的低温硫化且力学性能优良的要求。除此之外,阻尼材料需要满足能与树脂基体发生共固化反应的条件,即阻尼材料的硫化温度、硫化时间要与树脂的固化温度、固化时间同步一致,且阻尼材料中的分子官能团能与树脂基体中的分子官能团发生化学反应,保证低温ECCDS有足够的层间结合力。因此为了提高ECCDS的层间力学性能,需选择强极性且带双键的不饱和高分子阻尼材料。丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶均满足极性有双键要求,但氯丁橡胶的硫化体系多用氧化物及其树脂硫化体系,硫化温度高、硫化时间长,所以本文选择NBR (N220S)作为低温ECCDS的黏弹性材料组分。通过正交试验研究不同组分对于黏弹性阻尼材料硫化特性、力学性能、阻尼性能的影响规律,多次对比后确定了一种满足ECCDS低温共固化且阻尼性能与力学性能优良的黏弹性材料组分。具体组分包括炭黑N220CB、白炭黑WCB、PEG4000 (Polyethylene Glycol 4000)、氧化锌ZnO、硬脂酸SA (Stearic Acid)、防老剂MB (2-Mercaptobenzimidazole)、促进剂(DM (2,2′-dibenzothiazoledisulfide)、M (2-Mercaptobenzothiazole)、TT (Tetramethylthiuram disulfide)、BZ (Zinc dibutyl dithiocarbamate)、PX (Zinc ethyl phenyl dithiocarbamate)、ZDC (Zinc diethyldithiocarbamate)、PZ (Zinc dimethyl dithiocarbamate))、硫磺S,具体组分质量比见表1。首先对阻尼材料做硫化仪测试,图1为低温ECCDS黏弹性材料组分在80℃条件下的硫化特性曲线,横坐标为硫化时间,纵坐标为硫化仪转子扭矩,扭矩越大表面阻尼材料的交联程度越高,硫化越彻底,当曲线趋于平坦时即阻尼材料硫化完成,由图1可知,1#、2#和3#黏弹性阻尼材料在80℃条件下硫化缓慢,橡胶未硫化;随着DM的继续增多,5#阻尼材料的扭矩相对4#有所降低,说明促进剂的质量分数与橡胶的硫化程度不是正相关的,并且5#焦烧时间较小不利于共固化,而4#在80℃硫化时硫化程度最高,焦烧时间较长且硫化过程中未出现硫化返原现象,因此4#阻尼材料具有较好的硫化特性。