以丁基橡胶为基体的分步互穿聚合物网络阻尼材料的制备与研究

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1、中文摘要摘要阻尼材料由于其优异的减震抗噪能力被广泛的应用于航空，汽车和制造业。高分子材料由于结构的特殊性而广泛用作阻尼材料，利用高分子的粘弹性，把机械振动能量转变为热能耗散掉，从而达到减振降噪的目的。但是，一般高分子材料内耗峰的温度范围都很窄，而作为实际应用的高分子阻尼材料应具有宽的阻尼温度范围和高的阻尼因子值。总的来说，拓宽温域的方法主要有：(1)加入增塑剂或填料：(2)共混或嵌段、接枝共聚；(3)生成互穿聚合物网络(IPN)等。丁基橡胶(IIR)，由于主链上带有两个甲基，内旋转的势垒高；而且在

2、玻璃化转变区内除了c【转变外，尚存在另一个由构象转变而引起的“液．液”转变。丁基橡胶阻尼功能区可以从．60℃一直延续到10℃左右，是均聚物中功能温区最宽的一种阻尼材料。尽管如此，在10℃以上，阻尼功能几乎丧失。因此，如何拓宽IIR在高温区域的阻尼功能区，是高性能丁基橡胶的研究方向。本文分别采用共混和生成IPN两种方法，尝试制备宽温域丁基橡胶为基体的阻尼材料。动态硫化制备IIR与PVC的共混物，考察硫磺和酚醛树脂两种硫化体系对材料动态力学性能的影响。分步法将IIR和苯乙烯(St)和甲基丙烯酸甲酯(M

3、MA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)的共聚物，合成具有互穿网络结构的聚合物阻尼材料。主要内容如下：1)采用动态力学分析等检测手段研究了聚合反应时间，组分配比，交联剂的用量等对IIR／P(St．MMA)IPN结构阻尼材料的动态力学测试结果的影响。结果表明：反应时间为8小时，温度为80℃，丁基橡胶与单体质量比为1：2，交联剂DVB为单体用量的1％(质量比)，并采用溶液聚合可以得到比较好的IIR／P(St．MMA)IPN结构阻尼材料。(2)考虑到IIR与St和MMA的玻璃化转化温度相差很大，利用多组分衔接技

4、术，加入BMA，合成出IIIUP(St．MMA．BMA)IPN结构的聚合物，探讨了加入BMA用量和交联剂用量对IPN阻尼性能的影响。实验结果表明，通过加入BMA，共聚物组分的玻璃化转变温度向低温移动，且峰强增强。关键词：互穿聚合物网络：丁基橡胶；动态硫化；阻尼材料PreparationandStudiesonDampingMaterialsofsemi．IPNBasedonIIRAbstractDampingmaterialsarefindingnumerousapplicationsinthea

5、ircraft，automobile．andmachineryindustriesforboththereductionofunwantednoiseandthepreventionofvibrationalfatiguefailure．PolymermaterialiswidelyusedfordampingmaterialbecauseItsparticularstructurewhichCallloseheateasily．Duetotheirviscoelasticnature，polym

6、ershavetheabilitytoabsorbthemechanicalenergyandtransformitintoheat·Whereas，commonpolymermaterial’stemperaturerangewithhightan5isverythin·Moreover，beingausefuldampmgmaterial，itmusthaveahightan8withlargetemperaturerange．Threemethodshavebeenusedtobroaden

7、theviscoelastictransitionregion：(1)theadditionofplasticizer；(2)blockcopolymerizationorblendingvariouspolymerstogether；(3)creatinginterpenetratingpolymernetwork(IPN)．Butylrubber(isobutylene-isoprenecopolymer,IIR)haveahighbarriertointernalrotationwhichi

8、sconsistofalinearC。Cmainchainwithtwomethylsubstituents·Duringthetempertureregionofrelaxationtransitionofapolymerfromtheglassystateintothehighlyelasticone，therearenotonlyaa—transitionbutalsoaliquid-liquidtransition(Tn)．Thetan6peakofbutylrubberi