PMN-CB-CⅡR阻尼復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、阻尼材料是一種能吸收機(jī)械能、聲能并將其轉(zhuǎn)化為熱能而耗散掉的功能材料。壓電阻尼材料因其新的能量損耗機(jī)制以及可能實(shí)現(xiàn)部分主動(dòng)阻尼控制而受到越來越多的關(guān)注。本文以氯化丁基橡膠(CIIR)及其互穿網(wǎng)絡(luò)IPN為基體，壓電陶瓷PMN和導(dǎo)電炭黑CB為功能體，采用混煉-硫化的工藝方法制備了PMN/CB/CIIR壓電阻尼復(fù)合材料，研究了復(fù)合材料的硫化工藝、力學(xué)性能、介電性能和阻尼性能，探討了壓電阻尼機(jī)理。 復(fù)合材料的硫化工藝研究表明，CIIR合適

2、的硫化溫度為170℃，硫化壓力為10MPa，采用酚醛樹脂作為硫化劑時(shí)，硫化時(shí)間10min能使橡膠充分硫化。PMN的加入導(dǎo)致復(fù)合材料力學(xué)性能的下降，PMN/CB/CHR復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度在CB質(zhì)量分?jǐn)?shù)25％時(shí)達(dá)到最大。 介電性能研究表明，隨著PMN體積含量的增加，PMN/CB/CIIR復(fù)合材料的介電常數(shù)ε增大。復(fù)合材料的ε和tanδ隨CB含量的增加而增大，并在逾滲閾值附近增加迅速。頻率的增加導(dǎo)致PMN/CB/CIIR的ε減小，復(fù)合

3、材料在高頻時(shí)(104-106Hz)具有良好的介電穩(wěn)定性。 阻尼性能研究表明，PMN和CB的加入使得復(fù)合材料的阻尼性能變好。當(dāng)PMN的體積含量為50％，CB的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％時(shí)，PMN/CB/CIIR復(fù)合材料的阻尼性能最好。隨著載荷頻率的增大，復(fù)合材料的損耗因子峰向高溫移動(dòng)，tanδmax和TA增大。 通過將CIIR溶脹于丙烯酸酯中制得順序IPN，研究表明，CIIR在甲基丙烯酸丁酯(BMA)中的溶脹性最好。SEM、FT-I

4、R和TG等測(cè)試表明，PBMA與CIIR兩組分間無化學(xué)作用，兩種聚合物網(wǎng)絡(luò)通過物理方式結(jié)合在一起，形成了物理互鎖的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。CIIR和PBMA的損耗峰能夠結(jié)合起來，形成阻尼平臺(tái)區(qū)，實(shí)現(xiàn)CIIR阻尼功能區(qū)向高溫的有效拓展。PMN/CB/CIIR-PBMA的IPN材料最大損耗因子tanδmax能達(dá)到0.830，TA為88.25，ΔT(tanδ＞0.5)為72.17℃，tanδ大于0.5的有效功能區(qū)從-37℃持續(xù)至35℃。實(shí)現(xiàn)了壓電阻尼與互穿網(wǎng)