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阻尼胶片材料的制备及方法

2021-09-15

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  阻尼胶片材料是吸收振动机械能并将其转换为热能耗散的功能材料,阻尼胶片减振降噪技术利用阻尼胶片材料变形时将动能转换为热能的原理,降低结构的共振振幅,增加疲劳寿命,降低结构噪声。 各种阻尼胶片材料已广泛应用于导弹、卫星、飞机、舰船、汽车工业等诸多领域,那么,下面一起了解下阻尼胶片胶片材料的制备及方法吧!

阻尼胶片

  阻尼胶片机理


  高分子材料具有粘弹性,当交变外力作用时,应变滞后于应力,存在滞后。 在每个循环的过程中,如果发生力学耗散而能量消耗,就会发生内耗,起到衰减的作用。 高分子阻尼胶片材料是一种粘弹性阻尼胶片材料,它兼有某些粘性液体在一定流动状态下能量损失的特性和弹性固体材料储存能量的特性。 高分子聚合物由于其特殊的结构,在玻璃化转变区域内,即Tg附近具有优良的阻尼胶片减振性能。 从高分子链段运动的角度看,在玻璃化转变Tg以下,高分子链段的自由运动完全被冻结。 高分子整体处于玻璃的固体状态,模量高,不能发散机械能,只能将机械能作为势能存储。 在Tg以上的高弹性下,链段可以自由运动,高分子材料整体表现出高弹性固体的特征,模量低,不能散发机械能,只能将机械能转化为变形能储存。


  聚氨酯减振材料的制备


  聚氨酯的结构和性能设计性强,因此也被称为可缝合材料。 按制备方式可分为共聚型聚氨酯阻尼胶片材料、共混型聚氨酯阻尼胶片材料、互穿网络型聚氨酯阻尼胶片材料、结构阻尼胶片型聚氨酯阻尼胶片材料等几类。


  1、共聚型


  共聚型聚氨酯系阻尼胶片材料是指通过化学反应使聚氨酯基体与其它单体反应聚合,得到含有两种重复单元的聚合物。 共聚型聚氨酯系阻尼胶片材料有嵌段共聚聚氨酯系阻尼胶片材料和接枝共聚聚氨酯系阻尼胶片材料两种。


  嵌段共聚聚氨酯系阻尼胶片材料


  通过在聚氨酯线性主链上引入另一种单体或聚合物,达到改变和改性聚合物分子结构的目的。 它具有反应比较简单、产率高的优点,但也存在嵌段共聚物中嵌段长度不能有效控制的缺点,嵌段长度会影响相分离、混合的程度,严重影响材料的性能。 因此,在嵌段聚合中能否有效控制嵌段长度是特别重要的。 在嵌段型聚氨酯阻尼胶片材料的制备研究过程中,原料的选择和配方的设计直接决定了材料的后期性能,同时各种新型原料的出现也为研究者提供了更多的思路和选择。


  接枝共聚聚氨酯系阻尼胶片材料


  采用化学接枝法将二单体或聚合物连接到聚氨酯链上是制备聚氨酯基阻尼胶片材料的另一种方法。 该方法的优点是所得材料为单一材料,不存在相分离等缺陷,但反应过程复杂,难以控制。


  2、共混类型


  采用机械共混方式,将聚氨酯与其他半相容且玻璃化转变温度有所不同的聚合物混合,或者用合适的增容剂将聚氨酯与其他具有不同玻璃化转变温度的聚合物混合,使两者之间的玻璃化转变区域的波谷上升到平坦区域,呈现单一组分的特性


  互连网络类型


  交联网络之间的互穿、纠缠强迫互溶和协同效应,使IPN材料具有宏观相分离和微观相分离特征,在宽温度范围内具有阻尼胶片能力,为制备高性能阻尼胶片材料提供了有效手段。


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