磁流变弹性体制备工艺优化及性能研究

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磁流变弹性体因其在减振、降噪方面的巨大潜力,引起了国内外广泛关注。磁流变弹性体是由铁磁性颗粒和高分子聚合物混合制备而成的一种智能磁控材料,该材料可有效解决磁流变液在使用过程中面临的铁磁性颗粒沉积、密封困难以及污染环境等问题,其模量、阻尼、形变等材料性能,可以通过外加磁场进行实时控制。为了制备出一致性好、机械强度高、适用于工程应用的磁流变弹性体,本文以硅橡胶基磁流变弹性体为研究对象,针对其制备工艺、性能测试进行了深入研究。首先,设计并研制了能产生均匀且可调控磁场的励磁装置,制备出各向异性磁流变弹性体。然后从效率、工艺等诸多方面开展常温、高温硫化这两类制备方案的设计与对比分析,最终确定了以甲基乙烯基硅橡胶为基体、高温硫化的研制方案。其次,基于甲基乙烯基硅橡胶为基体的高温硫化研制方案,制备了不同预结构化磁场下的磁流变弹性体样品。通过电子显微镜观测磁流变弹性体内部微观结构,采用万能材料试验机测试样品的静态力学特性。根据测试结果进一步提出了添加硅烷偶联剂对基体改性的研制方案,并优化了制备流程。最后,基于上述基体改性的研制方案和优化后的制备流程,制备出磁流变弹性体试样,测试并分析了其静态和动态力学特性。结果表明,选用小尺寸铁粉可提高磁流变弹性体的抗拉强度;加入适量的硅烷偶联剂对基体进行改性,既可增强磁流变效应,又可提高其抗拉强度。这为解决磁流变效应和机械强度之间的矛盾提供了理想的解决方案。通过对磁流变弹性体制备工艺的优化,制备出一致性好、机械强度高的磁流变弹性体。
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