EVA补强硅橡胶复合材料热黏弹性能表征

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:luhu779
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硅橡胶(MVQ)作为一种减振降噪阻尼材料,其可以改善人机工作环境等;然而单一硅橡胶的阻尼因子较低,有效阻尼温域较窄,特别是室温范围的阻尼性不高。本文采用熔融共混法制备不同配比MVQ/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)复合材料;对其硫化过程、物理机械性能、阻尼性能、流变性能以及结晶性能进行了系统表征研究,具体研究如下:  1、采用毛细管流变仪研究了EVA及MVQ/EVA复合材料的挤出流变性能以及壁面滑移现象。结果表明:MVQ/EVA的黏度随EVA含量的增大而增加;采用Arrhenius分析了EVA及MVQ/EVA熔体黏度随温度的变化规律,发现同一剪切速率下MVQ/EVA=100/40的黏流活化能比纯MVQ高;采用Mooney法计算壁面滑移速度,同一温度下,EVA及MVQ/EVA的滑移速度均随着剪切应力的增加而提高,并且加入EVA降低了硅橡胶发生壁面滑移时的临界剪切应力。  2、采用橡胶加工分析仪(RPA)研究了EVA对硅橡胶的硫化过程的影响。结果表明:MVQ/EVA复合材料中EVA含量越高,硅橡胶硫化结束时的平衡扭矩值越小,正硫化时间越长,表明EVA的加入阻碍了硅橡胶的硫化进程;通过RPA应变扫描可知,应变越大MVQ/EVA复合材料的储能模量(G)越小,表现出明显的Payne效应,并且其G随EVA含量的增加而增加,表明EVA对MVQ起到了很好的补强作用;从Kraus模型拟合参结果可知,硫化胶的拟合参数值m大于混炼胶,表明一定温度压力下,EVA在MVQ中分散更均匀,补强作用更明显。  3、采用超声-无转子硫化仪装置在线监测了MVQ/EVA复合材料阻尼交联结构的形成过程,对比声速值与扭矩值的变化关系,提出了超声波表征MVQ/EVA复合材料硫化历程的方法,以满足后期对复合隔声板制作过程的在线监测;采用超声-PVT装置研究了压力温度对MVQ/EVA复合材料硫化过程中声速及制品比容的影响发现,同一压力及温度下,硫化结束时的声速随着EVA含量的增加而减小;同一压力及EVA含量下,温度越高,比容越大,声速越低;同一温度及EVA含量下,压力越大比容越小,声速越高;通过直线拟合法得到了声速与比容之间的定量关系式,以此为基础可以在线监测物料硫化过程的超声波传递信号变化而预估比容值。  4、采用DSC(差式扫描量热仪)研究了EVA及MVQ/EVA的结晶和熔融过程发现,与纯EVA相比混炼胶中EVA的结晶温度和起始结晶温度变化不大,硫化胶中EVA的结晶温度和起始结晶温度明显降低;在非等温结晶过程中,硫化和未硫化的硅橡胶对EVA都起到了异相成核作用,可以提高EVA分子链的成核效率,但硫化和未硫化的的硅橡胶颗粒都会阻碍EVA晶体的生长;通过Kissinger方程计算得到EVA及MVQ/EVA的非等温结晶活化能,与纯EVA相比MVQ/EVA硫化胶中EVA的结晶活化能较大,并且硫化胶中结晶相的结晶活化能高于混炼胶中结晶相。  5、采用RPA、动态力学热分析仪(DMA)研究了EVA含量对MVQ/EVA力学性能和阻尼性能的影响。结果表明:加入EVA越多,MVQ的硬度和模量及撕裂强度越大,拉伸强度和断裂伸长率仍然较高,保持在MVQ使用要求范围内。纯硅橡胶损耗因子大于0.1的温度范围为-42℃~-28℃;当填充40份EVA时最大损耗因子从0.125提高到0.18,有效阻尼温域为-23℃~37℃。拓宽了有效阻尼温域,可应用于较高温度减振降噪工程。
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