具有约束结构复合阻尼材料的制备及其性能研究

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作为一种普遍物理现象,振动存在于我们的日常生活以及工作中,然而,伴随着飞速发展的经济和腾飞的现代工业,层出不穷的振动及噪声干扰人们的休息、学习和工作:一方面,机械振动和噪声使周围的生存环境改变甚至恶化,对工作人员的身心健康造成不良影响;另一方面,还将影响仪器设备的精确性和稳定性,降低灵敏度、甚至最终导致仪器设备的失灵、失效,影响正常的工作。随着日新月异的工业化进程,振动和噪声的问题显得尤为突出,传统阻尼减振措施已不能满足人们对宁静环境的需要。约束阻尼材料作为一种新型材料应运而生,其相对于传统的自由阻尼材料而言,具有更多的耗能方式和更广泛的适应空间。但是由于目前对于约束阻尼材料的研究一直围绕在约束阻尼结构设计方面,而较少涉及材料的制备。为了提供一种普遍适应的高分子复合约束阻尼材料制的备方法,本文主要做了以下研究:首先,总结前人的研究成果,对复合约束阻尼材料的制备和选材做出设计,提出从约束层与阻尼层材料的玻璃化转变温度(Tg)和硬度两个因素,以探讨复合约束阻尼材料的阻尼性能。其次,根据课题设计,选取了聚氨酯弹性体以及环氧树脂两种材料,通过分子结构设计和成型工艺控制,制备不同Tg分布和不同硬度的阻尼层和约束层材料。研究其相关性能,并作出材料的选取:不同异氰酸根含量的聚氨酯弹性体作为复合材料中的阻尼层,聚醚胺增韧环氧树脂及高硬度的聚氨酯弹性体作为复合材料中的约束层。最后,制备出不同系列的约束阻尼材料,并利用动态力学分析仪对复合约束阻尼材料的阻尼性能进行表征和分析。探讨阻尼层材料及约束层材料对复合材料的影响。研究结果表明:阻尼层和约束层材料的Tg对复合约束阻尼材料的阻尼性能影响有限,而材料的硬度影响较为显著;在制备高分子复合约束阻尼材料过程中,应当选取阻尼层与约束层材料的Tg重合度较小以及硬度相差较大的组合,以提高复合材料的阻尼性能。
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