单双苯基并用及嵌段硅橡胶的阻尼性能研究

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仪器设备在运行时会产生不同程度的振动,频繁的振动不仅影响仪器设备的准确性及安全性,同时由振动所产生的噪声也会对人体健康造成危害。硅橡胶由于具有优异的耐高低温性能,在较宽的温度范围内力学性能较为稳定及优良的耐老化性等,因此常被用作高环境适应性的阻尼减振材料,但是由于普通硅橡胶其阻尼性能较差,因此都需要对其进行改性来满足使用需求。本文以单/双苯基硅橡胶为原料,通过共混的方式制备了共混硅橡胶阻尼材料,研究了不同共混比例对于其性能的影响。介电结果表明,共混硅橡胶在-90℃与-50℃出现了两个损耗峰,表明共混硅橡胶出现了相分离结构,同时这两个损耗峰对应单/双苯基硅橡胶的玻璃化转变温度,损耗峰的峰值的大小与组份成正比关系;其中单/双苯基硅橡胶以80/20和60/40比例共混的橡胶其力学性能较单苯基硅橡胶略有提高;共混硅橡胶的硫化时间介于单/双苯基硅橡胶之间,双苯基硅橡胶含量多的样品所用的时间较多,扭矩的变化值较小;在选定的温度范围内,共混硅橡胶的阻尼性能都得到了一定程度的扩宽,有效阻尼温域最大扩宽了15℃,表明单/双苯基硅橡胶共混可以提高其阻尼性能。选用了四种不同的硫化剂用量(0.5、1、1.5、2份)来探究硫化剂用量对于共混硅橡胶中相分离结构的影响,进而探究对于其性能的影响。通过测试得出以下结论:(1)硫化剂用量对于相分离结构以及硫化性能没有影响;(2)在0.5份硫化剂时,由于交联网络没有完善,相分离结构充当了交联点的缘故,使得共混硅橡胶的定伸强度有所提高,相比于单苯基硅橡胶最多提高了0.12MPa,随着硫化剂用量的增加,其内部交联网络的完善,相分离结构就成为内部的一种缺陷,所以定伸强度明显下降,在2份硫化剂时,相比于单苯基硅橡胶最多下降了0.6MPa;(3)在硫化剂用量为0.5份时,交联密度较低,共混硅橡胶的阻尼性能提高的较为明显,有效阻尼温域大于230℃,随着硫化剂用量的增加,其阻尼性能下降,硫化剂用量为2份时,阻尼性能基本与双苯基硅橡胶相一致。通过对四种嵌段共聚苯基硅橡胶性能的测试得出以下结论:(1)介电结果表明,AB型嵌段1#与2#样品出现两个损耗峰,ABC型嵌段3#与4#出现三个损耗峰;(2)含有刚性基团二甲基甲基苯基链节较多的4#样品由于相分离程度较大,因此其力学性能最低,为5.9MPa,所用的硫化时间最长,为20分钟,阻尼性能最好,有效阻尼温域为88℃,相反,含有硬段种类少且软段比例多的1#样品力学性能最好,为7.64MPa,硫化时间最短,有效阻尼温域为42.6℃。同样的,通过对不同硫化剂份数下嵌段共聚苯基硅橡胶的测试结果表明:(1)硫化剂用量对于其玻璃化转变温度、介电损耗峰值的高低和储能模量的大小没有影响,分子链结构才是影响这些性能的关键因素;在四种硫化剂份数下,其力学性能和硫化性能都符合各自的规律,含有硬段类型以及比例较多的4#样品力学强度最差,用的硫化时间最长,而只含有一种硬段且硬段含量较低的1#样品力学强度最大,硫化用的时间最短;对于阻尼性能也同样是符合4#样品的有效阻尼温域最宽,1#样品最窄这个规律,但是在0.5份硫化剂时,同种软硬段比例,不同嵌段类型的样品,其有效阻尼温域几乎没有差别,但是随着硫化剂用量的增加,三元嵌段相比于比二元嵌段硅橡胶,其有效阻尼温域提高了25℃。
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