高模量阻尼復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，在機(jī)械和儀器的使用過程中，必然會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲以及疲勞等問題，會(huì)使破壞設(shè)備，引起安全事故。阻尼材料是一種可將外來的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成熱能的功能材料，已廣泛應(yīng)用于交通工具、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、建筑土木、家用電器、精密儀器和軍事裝備等領(lǐng)域的減振降噪。與金屬阻尼材料和無機(jī)阻尼材料相比，高分子阻尼材料料具有阻尼性能好、比重輕、強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成型和成本低等優(yōu)點(diǎn)。
　　 本文針對(duì)一般高分子阻尼材料中力學(xué)性能低和阻尼溫域窄等不

2、足，采用ATRP技術(shù)合成了五嵌段共聚物PGMA-PBMA-PDMS-PBMA-PGMA，并對(duì)它的性能分別進(jìn)行了研究。然后用合成樹脂與環(huán)氧樹脂在固化劑間苯二胺的作用下，固化形成大分子聚合物；并與Al2O3或碳纖維粉填料溶液共混后成型，最終得到高模量阻尼復(fù)合材料。我們對(duì)復(fù)合材料的形貌、阻尼性能、力學(xué)性能及熱學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　 通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合，合成的多嵌段共聚物PGMA-PBMA-PDMS-PBMA-PGMA。其分

3、子量可控，且聚合物的多分散性低(PDI=1.14～1.40)；在微觀相上形成微相分離的納米結(jié)構(gòu)，粒徑大小200 nm左右，在宏觀上呈橡塑形態(tài)；具有良好的熱穩(wěn)定性，低分解溫度達(dá)250℃，高分解溫度達(dá)430℃。由于引入了反應(yīng)性的基團(tuán)親環(huán)氧基，使其可以參與環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)，大大增加了其設(shè)計(jì)性及使用性。
　　 合成樹脂、環(huán)氧樹脂與碳纖維補(bǔ)強(qiáng)劑之間的宏觀相容性較好，尤其是加入碳纖維粉后，體系中三種組分協(xié)同作用，材料表現(xiàn)良好的阻尼性能，t

4、anδ>0.3的溫域約為50℃(70℃-120℃)，且最大值達(dá)到1.2。而且，我們發(fā)現(xiàn)可以通過加入不同的補(bǔ)強(qiáng)劑及其用量來控制阻尼峰的峰位和峰值，獲得在不同溫域下具有一定的阻尼性能的材料。
　　 復(fù)合材料加入合成樹脂則降低了體系的交聯(lián)密度，本身強(qiáng)度又不是很高，從而導(dǎo)致體系的壓縮模量降低。加入高強(qiáng)度的碳纖維粉后，壓縮模量加大提高，當(dāng)含量為20％時(shí)，壓縮模量達(dá)到最大。加入無機(jī)Al2O3粒子，體系相容性變差，壓縮模量有所下降。