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宽温域高阻尼氯化丁基橡胶的制备及其阻尼与力学性能研究
文章编号 : 1673 - 047X
文章编号 : 1673 - 047X ( 2009 ) - 02 - 057 - 05
宽温域高阻尼氯化丁基橡胶的制备及其阻尼与力学性能研究
榕 1 , 2 ,张德志 3 ,朱新生 2
张
( 1. 苏州大学材料与化学化工部 ,江苏 苏州 215123; 2. 苏州大学纺织与服装工程学院 ,江苏 苏州 215021;
3. 浙江瑞声材料有限公司 ,浙江 杭州 310012 )
摘 要 : 制备氯化丁基橡胶 ( C IIR )硫化胶 ,研究树脂 、填料和纤维对 C IIR 硫化胶阻尼与力学性能的
影响 ,并探讨其阻尼机理 。运用动态力学分析仪 、扫描电子显微镜 、红外光谱仪及拉伸试验对其性能 进行测试及表征 。结果表明 ,随着石油树脂与酚醛树脂用量的增大 , C IIR 硫化胶的玻璃化转变温度 Tg 向高温区域移动 ,但最大损耗因子 tanδm ax与树脂种类有关 ,添加石油树脂 tanδm ax可达到 1. 2以上 ;
炭黑改善硫化胶力学性能 ,粒径较大的炭黑有利于阻尼性能 ; 纤维的尺寸对材料阻尼和力学性能影 响明显 ,其添加量在 5~10份为宜 。
关键词 : C IIR;石油树脂 ;碳纤维 ;阻尼性能 ;损耗因子
中图分类号 : TQ336. 4 + 2
文献标识码 : A
丁基橡胶 ( IIR )是一种传统的阻尼材料 ,但其有效阻尼功能区主要集中在低温部分 ,而在 15℃以上 ,几近丧
失阻尼功能 [ 1 - 2 ] 。国内外学者为拓宽丁基橡胶的阻尼功能区 ,做了大量工作 ,如采取与其他橡胶共混 、增容共 混 、结构互穿网络 ( IPN )等 [ 3 - 5 ] 。其中 , IPN 可制得较好的宽温域阻尼材料 ,但其存在合成工艺复杂 、溶剂去除困
难和成本较高等缺点 ;其他方法虽然在拓宽阻尼区取得了一定成效 ,但阻尼值不高 ,不能满足实际工程需要 。
C IIR 是一种经氯化改性的丁基橡胶 ,保持丁基橡胶阻尼特性的同时 ,具有更好的硫化活性和极性 。合成 树脂在橡胶中常用做增粘剂 ,具有与橡胶相容性好 、粘性好等特点 。本文选用了与橡胶相容性好的两种合成
树脂充当的增粘剂及其他添加剂 ,拓宽了 C IIR 共混物的玻璃化转变温度 ( Tg ) ,有效改善阻尼功能 ,并对其阻 尼机理进行探讨 。
1 实验部分
1. 1 主要原料
氯化丁基橡胶 ( C IIR ,工业级 ,牌号 1068 ) ,溴化对叔辛基苯酚甲醛树脂 ( PR ,工业级 ) ,石油树脂 ( P125 ,工 业级 ) ,氧化锌及其他硫化配合剂 (化学纯 ) 。
1. 2 共混物的制备
将氯化丁基橡胶放入密炼机中塑炼 ,加入树脂 、填料和硫化剂 ,制得共混胶 。然后在开放式炼胶机上薄通打包 下片 ,停放 24h。将混炼好的胶片置入模具中 ,于 160℃、10MPa下 ,在平板硫化机上硫化 30m in,制得硫化胶试片 。
1. 3 性能测试
物理力学性能测试 :采用 CM T5104型万能试验机 ,参照 GB / T 528 —1998测试试样的拉伸强度 、断裂伸长 率 ;形貌测试 :通过液氮冷冻 ,制得样品 ,采用 H itch i S - 570 扫描电镜对微相结构进行分析 ; 红外光谱测试 :
kB r压片 ,采用 N ico le t 5700傅立叶红外光谱仪进行测试 ;动态力学性能测试 :采用拉伸模式在 DMA - 242C 型
动态力学分析仪上测定 ,测定频率为 1. 0H z、3. 3H z、5. 0H z、10. 0H z,升温速率为 3 ℃ /m in,温度范围为 - 80 ~
80 ℃,选取 10. 0H z下的数据进行分析 。
收稿日期 : 2008 - 12 - 24
作者简介 : 张 榕 ( 1983 - ) ,女 ,硕士研究生 ,主要研究方向为聚合物材料结构与性能 。
苏州大学学报 (工科版 )58第 29 卷2 结果与讨论2. 1 树脂类型对 C IIR硫化胶阻尼性能的影响聚合物共混物的
苏州大学学报 (工科版 )
58
第 29 卷
2 结果与讨论
2. 1 树脂类型对 C IIR硫化胶阻尼性能的影响
聚合物共混物的 Tg 与共混组分的组成及其相容性有关 。相容性好 的共混物可以出现一个 Tg , 相容性较差的共混物呈现两个 Tg , 其分别接 近于两个纯组分的 Tg 值 , 而相容性好的共混物随着相容性的增加 , 两个
[ 6 ]
Tg 值趋于相互靠拢 。
图 1是 C IIR 和酚醛树脂共混物的 tanδ与温度关系曲线 。从图 1和 表 1 可以看出 , C IIR /酚醛树脂共混体系只有一个 tanδ峰 ,这
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