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阻尼材料是一种能将吸收的振动机械能转化为热能而耗散掉的新型功能材料。高分子材料由于自身的粘弹性而广泛用作阻尼材料,利用高分子材料的粘弹性,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。一般的高分子材料的有效阻尼温度范围比较窄,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损耗因子值。因此,对高分子材料进行改性成为制备阻尼材料的必然选择,一般多采用机械共混法来制备高分子合金,近年来发展的IPNs得到广泛的研究,能有效地将各组分混合在一起,形成宽温域高阻尼的高分子材料。
本文尝试了利用分子结构设计,采用ATRP技术,以大分子Br-PDMS-Br为引发剂,把甲基丙酸丁酯、苯乙烯组分有序的结合在一起,形成分子量及分子量分布可控的多嵌段聚合物。讨论了各组分对阻尼性能的影响:PDMS对多嵌段聚合物阻尼性能有一定影响,因含量较低,tanδ<0.1,使得在低温时的阻尼性能不明显;PBMA在室温下及其玻璃化转变温度下就有较好的阻尼性能,在-25—25℃时就有一个较宽的阻尼峰,且tanδ>0.1,在其玻璃化转变温度下,最大阻尼因子可达1.8;PS在较高温度下具有一定的阻尼性能,在其玻璃化转变温度范围内,有一个阻尼峰,tanδ>0.1,最高可达0.8。还讨论了各组分之间相容性,对拓宽阻尼材料的阻尼温域有重大意义,如PDMS的Tg是-120℃,而甲基丙烯酸丁酯30℃、聚苯乙烯为90℃,都和PDMS的Tg相差较远,在PBMA-b-PDMS-b—PBMA和Ps-b—PDMS-b—PS的DMA图谱上没有出现一个相互靠近的平缓的凹谷,而是孤立的阻尼峰;在五嵌段聚合物PS-b-PBMA-b-PDMS-b-PBMA-b—PS的DMA图谱上可以看到PBMA和Ps的阻尼峰相互靠近形成一个凹谷,有效阻尼温域30-80℃之间,这对拓宽有效阻尼温域有利。同时研究了聚合物的力学性能,受到组分的影响,且和分子量有关。所制备的系列嵌段聚合物的拉伸强度大于8MPa。
ATRP技术能有效地把各组分有序地结合起来,形成规整的分子链结构,在纳米尺度上形成有序的纳米结构,纳米粒子大小80—100nm,且在微观上形成微相分离结构。