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随着现代工业的发展,振动和噪声的危害正日益加剧,为了安全和环保,许多场合必须使用能够减振降噪的阻尼材料。高分子阻尼材料是新发展起来的一种新型材料,它是利用高分子的粘弹性来吸收振动的能量,将吸收的机械能或声能部分地转变为热能并耗散掉,从而起到降低振幅或减小振动能的作用。高分子阻尼材料已在交通工具、产业机械、建筑土木、家用电器、精密仪器和军事装备等领域获得了广泛应用。高新技术的发展对阻尼材料的要求愈来愈高,各领域都需要更多具有宽温域、高性能、智能化的阻尼材料。但目前多数阻尼材料不具有满意的减振、物理、机械等综合性能,尤其是减振和强度不能同时兼具,研制和开发综合性能优异的阻尼材料具有极其重要的意义。本论文正是在这一大背景下,在对多种阻尼改性方法的优缺点进行综合比较后,基于新近开发的由功能性有机小分子和极性聚合物组成杂化体系制备高性能阻尼材料的阻尼改性新方法,首次选取极性较大且具有阻尼性能较好的羧基丁腈橡胶（XNBR）作为基体聚合物,通过选用合适功能性有机小分子组成有机杂化体系得到具有较高损耗因子的阻尼材料,然后采用不同的途径对其性能进行进一步改善,开发出了一系列具有较大工程应用价值的高性能阻尼材料,并综合采用动态力学热分析（DMA）、差示扫描热分析（DSC）、傅立叶红外光谱（FT-IR）分析、扫描电镜（SEM）观察等分析测试手段,对其阻尼机理进行深入探讨,以期为今后该领域的研究工作提供一定的理论参考。本论文的主要研究内容与结论如下:1.二元有机杂化阻尼材料的制备及阻尼性能研究为了制备出高阻尼的有机杂化阻尼材料,本文首先经过一定理论分析和初步实验测试筛选出两种不同功能性有机小分子有机受阻酚2,2′-亚甲基双-（4-甲基-6-叔丁基苯酚）（AO-2246）和四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（AO-1010）,然后将其加入到XNBR基体中制备出了不同的XNBR/AO-2246和XNBR/AO-1010二元有机杂化材料,并分别探讨了成型条件和小分子结构两个因素对二元有机杂化材料阻尼性能的影响。为了探讨成型条件对二元有机杂化材料的阻尼性能的影响,本文采用不同的成型条件分别制备出了未热压和热压XNBR/AO-2246样品,并对其结构及阻尼性能进行了研究。研究结果表明,在未热压XNBR/AO-2246样品中,大部分AO-2246分子以晶体颗粒的形式存在,AO-2246只起到了类似无机填料的作用导致共混体系的tanδ值比纯XNBR基体还低。而在热压XNBR/AO-2246样品中,由于热压淬火过程中两组分间形成了大量较强的分子间氢键作用而发生杂化,形成了一种特殊的形态结构。AO-2246不仅能使共混体系的单一tanδ峰高度明显增大（最高达3.5）,并且可通过调节AO-2246含量使tanδ峰处于不同的温度范围（从-21℃到23℃）以满足不同的使用需求,从而得到了一种新型XNBR基高阻尼复合材料。为了进一步探讨小分子的结构对二元有机杂化材料的阻尼性能的影响,本文还制备出了热压的XNBR/AO-1010样品,并将其阻尼性能与热压的XNBR/AO-2246样品进行对比分析。研究结果表明,在XNBR/AO-1010杂化材料中,由于AO-1010和XNBR间形成的分子间氢键作用较弱,大多数的AO-1010分子都以结晶颗粒或集聚体的形式分散在XNBR基体中,从而呈现出一种以XNBR富集相为海,AO-1010富集相为岛的“海-岛”形态结构。因此,除XNBR的tanδ峰外,出现了一个新的tanδ峰。由于主要由AO-1010晶体构成的AO-1010富集相起到了类似无机填料的作用,因而导致XNBR的tanδ峰高度大幅降低,但两峰之间的高度随AO-1010含量的增加而有所提高,呈现出较宽的有效阻尼温域。通过研究,本文得出这样一个结论:对二元有机杂化材料而言,成型条件或小分子结构的不同均会导致体系中两组分间形成的分子间氢键的数目和种类的不同,从而影响小分子在基体聚合物中的分散状态,最终对体系的动态力学性能产生不同的影响。2.三元有机杂化阻尼材料的制备及有机杂化材料阻尼性能稳定性研究在对两个二元体系进行分析对比的基础上,本文将AO-2246和AO-1010同时加入到XNBR基体中制得多种不同的三元XNBR/AO-2246/AO-1010杂化体系,进一步探讨了两种小分子对XNBR基体的阻尼性能的协同作用及其机理。对不同的三元XNBR/AO-2246/AO-1010体系DMA测试结果表明,向XNBR/AO-2246中加入少量AO-1010（<20 wt%）会使体系的tanδ峰高度进一步提高,同时也使tanδ峰对应的温度大幅提高,从而证实了AO-2246和AO-1010对提高XNBR的阻尼性能具有一定的协同效应。此外,研究结果还表明可通过改变AO-1010添加量或XNBR/AO-2246的质量比来对三元XNBR/AO-2246/AO-1010体系的tanδ峰高度和位置加以调控,从而得到一系列满足实际应用需求的高性能阻尼材料。为了对制备出的有机杂化阻尼材料在实际应用中的性能稳定性加以预测和了解,本文对XNBR/AO-2246二元杂化体系样品在室温下长期放置老化或不同温度下进行退火处理后的阻尼性能进行了测试。通过比较老化或退火处理前后不同XNBR/AO-2246杂化材料阻尼性能的变化对该体系的阻尼稳定性进行了深入研究。研究结果表明,经老化或退火处理后,在XNBR和AO-2246间形成的较强的分子间氢键作用的消失会导致AO-2246发生再聚集和结晶行为,从而导致杂化材料的tanδ峰高度大幅降低,几乎完全丧失了刚制备时具有的高阻尼性能。这与类似的高分子/小分子共混体系中发现的结果一致。但是,研究还发现,在XNBR/AO-2246体系中存在可逆的分子间氢键作用,老化后的XNBR/AO-2246样品在高于AO-2246熔点的温度下经过再加热处理后,其tanδ峰高度会再次上升回复到老化前的tanδ值,甚至超过未老化的样品。XNBR/AO-2246杂化材料阻尼性能的这种热可逆效应主要是由于分子间氢键的再次形成对AO-2246分子的结晶行为产生一定的抑制作用引起的。因此,XNBR/AO-2246杂化材料可被用作新型热可循环橡胶阻尼材料。此外,本文在对三元XNBR/AO-2246/AO-1010杂化体系在等温退火过程中的阻尼性能稳定性进行研究后发现,向XNBR/AO-2246体系中加入少量AO-1010后会对AO-2246的结晶行为产生一定的抑制作用,从而使体系的阻尼性能稳定性有所提高。因此,可通过改变三元XNBR/AO-2246/AO-1010杂化体系的组成设计出一种新型的具有较高的阻尼峰且阻尼峰位置可调控,并且具有较好的阻尼性能稳定性的高性能阻尼材料。3.纤维增强和有机杂化相结合制备高性能阻尼材料针对XNBR/AO-2246有机杂化阻尼材料模量较低的缺陷,本文试图将纤维增强技术和有机杂化改性新方法相结合,制备出一种兼具较高模量和较好阻尼性能的高性能阻尼材料。在对芳纶浆粕（KP）和短碳纤维（SCF）与XNBR基体的添加效应进行比较后,本文最终选用SCF作为增强纤维,将其与AO-2246的杂化效应相结合,制备出了一系列三元XNBR/SCF（90/10）/AO-2246和XNBR/AO-2246（50/50）/SCF体系样品,并对其动态力学性能进行了研究。研究结果表明,向二元XNBR/SCF（90/10）体系中加入AO-2246后,可使体系在保持较高模量的同时,其阻尼峰高度获得较大幅度的提高,同时其阻尼峰位置也可通过改变AO-2246的含量加以调控以满足不同的实际需求,从而获得了一种兼具较高模量和较好阻尼性能的高性能阻尼材料。向二元XNBR/AO-2246（50/50）体系中加入一定量的SCF后得到的三元XNBR/AO-2246（50/50）/SCF体系尽管其tanδ峰高度有所下降,但tanδmax值仍大于2.5,明显高于一般的阻尼材料。在保持较高阻尼的同时,体系的模量由于SCF的增强效应而大幅提高,从而得到了一种兼具较好阻尼性能和较高模量的高性能阻尼材料。这些结果证实了通过采用将有机杂化和纤维增强相结合的方法,可制备出一种新型的兼具高模量和高阻尼且阻尼峰位置可调控的高性能阻尼材料。因此,将纤维增强和有机杂化相结合的方法可看作是一种制备具有较大的工程应用价值的高性能阻尼材料的新方法。