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氯化丁基橡膠阻尼材料動態力學性能的影響因素研究

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氯化丁基橡膠阻尼材料動態力學性能的影響因素研究

發布日期:2020-11-02 作者: 點擊:

本文主要研究了增粘樹脂類型、高耐磨爐黑用量、測試頻率等因素對氯化丁基橡膠阻尼材料動態力學性能的影響,並對影響機理進行了分析。


1實驗部分


1.1 原材料


氯化丁基橡膠,美國埃克森公司;


增粘樹脂,自製;


高耐磨爐黑,遼寧撫順化工總廠;


硫化劑等其它助劑均為市售。


1.2 主要儀器設備


開放式煉膠機,XK—250,青島雙星橡塑機械有限公司;


橡膠真空硫化機,THP/V/150/3RT/2/PCD,東毓油壓工業股份有限公司;


熱機械分析儀,DMA242,德國NETZSCH公司。


1.3 試樣製備


   在開煉機上待氯化丁基橡膠包輥後,依次加入各種助劑、填料、硫化劑後薄通10遍下片,在硫化機上壓製試樣。


1.4 性能測試


動態力學性能按ASTM D4065-95測試,測試條件:試樣厚度2±0.2mm,最大振幅100um,最大動態力2.5N,頻率1.66 Hz、2.0Hz、2.5Hz、3.33Hz,升溫速度3℃/min,拉伸模式。除特殊標明外,測試頻率均為2.5Hz。


2結果與討論


2.1 增粘樹脂類型對材料動態力學性能的影響


加入不同類型增粘樹脂對材料動態力學性能的影響結果如表1、圖1所示。



由表1可見,材料中添加幾種不同類型的增粘樹脂後,與空白試樣相比,材料的損耗因子峰值均有不同程度的降低,另一方麵,增粘樹脂的加入使材料的損耗因子峰值溫度都向高溫區偏移,其中3#增粘樹脂的峰值溫度偏移最大,由空白試樣的-49.7℃提高到-7.7℃,損耗因子峰值降低最小。由表1還可以看出,加入增粘樹脂後的材料在20℃的損耗因子均大於空白試樣,因此通過加入增粘樹脂不但可以調節阻尼材料的有效阻尼溫域範圍,還可以增加在相對高溫區的阻尼效能。


由圖1可知,添加以上幾種增粘樹脂的材料的DMA譜圖中隻有3#樹脂出現一個譜峰,說明3#增粘樹脂與氯化丁基橡膠具有很好的相容性,而加入1#與2#增粘樹脂的試樣,除出現一個主峰外,在80℃附近還各自出現了一個小峰,說明這兩種增粘樹脂與主體材料的相容性比3#樹脂略差;幾種增粘樹脂具有不同的分子結構,依據相似相容原理,造成它們與氯化丁基橡膠間相容性的差異;在加入增粘樹脂的三個試樣中,加入3#增粘樹脂的損耗因子峰值最大,說明樹脂與橡膠主體材料的相容性也是影響材料損耗因子峰值的因素。 

                                                                                           

2.2 高耐磨爐黑用量對材料動態力學性能的影響


高耐磨爐黑用量對材料動態力學性能的影響結果如表2、圖2所示。


橡膠材料的阻尼效應是由各種摩擦效應(即高聚物分子之間、高聚物分子與填料之間及填料之間的摩擦)引起的,其中高聚物分子之間的摩擦效應的貢獻占主導地位。由表2可以看出,隨著高耐磨爐黑用量的增加,材料的損耗因子峰值逐漸降低,損耗因子峰值溫度向高溫區偏移,原因是高耐磨爐黑的加入降低了材料中氯化丁基橡膠的相對含量,即減少了高聚物分子之間的摩擦效應,因此材料的損耗因子峰值降低,且高耐磨爐黑的加入量越大,體係的損耗因子峰值降低越多。


由圖2可以看出,隨著高耐磨爐黑用量的增加,損耗因子峰值溫度向高溫區偏移,主要原因是加入的高耐磨爐黑與橡膠結合到一起,在填料界麵上形成了結合橡膠,在一定程度上限製了高聚物分子的運動,因此,需要更高的溫度克服高分子熱運動所需要的位壘,即增加高耐磨爐黑用量使材料的玻璃化溫度移向高溫區。


2.3測試頻率對材料動態力學性能的影響


    測試頻率對材料動態力學性能的影響結果如表3所示。

333.jpg


   由表3可見,在所研究的頻率範圍內,測試頻率由3.33Hz到1.66Hz逐漸減小,損耗因子峰值溫度逐漸降低,損耗因子峰值逐漸減小;這是因為頻率越低,高分子的鏈段運動越能跟得上外力的變化,因而內耗越小,即損耗因子峰值越低[6]。


3結論


(1)增粘樹脂對材料動態力學性能具有顯著的影響,通過加入增粘樹脂不但可以調節阻尼材料的有效阻尼溫域範圍,還可以增加在相對高溫區的阻尼效能;不同增粘樹脂對材料阻尼性能具有不同的影響,其中3#增粘樹脂與橡膠主體材料的相容性最好,對本材料阻尼溫域拓寬效果最大。


(2)隨著高耐磨爐黑用量的增加,材料的損耗因子峰值逐漸降低,損耗因子峰值溫度向高溫區偏移。


(3)測試頻率由3.33Hz到1.66Hz逐漸減小,損耗因子峰值溫度逐漸降低,損耗因子峰值逐漸減小。


本文網址:http://www.medikalnotes.com/news/495.html

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