杜仲胶及其共混物的动态力学性能及水下吸声性能

kaola1992

杜仲胶是一种橡、塑二重体，是天然橡胶的同分异构体。但是与天然橡胶相比，杜仲胶的动态力学性能要复杂的多。杜仲胶的动态力学性能受到玻璃化转变机理和结晶熔融转变机理的双重控制。两种机理又会受到交联程度和结晶度的控制。杜仲胶Tg和Tm区域的tanδ值在硫化过程中存在着逆向转变规律。随着交联程度增加，杜仲胶显示出五种动态力学模式。随着温度升高，杜仲胶表现出三个动态力学区域。通过控制杜仲胶的交联程度，从杜仲胶的结晶熔融转变和玻璃化转变机理来解释杜仲胶的动态力学性能，结果表明结晶熔融转变机理拓宽了杜仲胶阻尼性能的温度范围，在传统阻尼橡胶当中加入一定量的杜仲胶可以提高材料的水声吸声性能。 1. 简要介绍了杜仲胶的概况及国内外对于杜仲胶的研究进展。内容包括：有关杜仲胶的早期研究多集中在结晶热力学和结晶动力学方面。由于杜仲胶是天然橡胶的同分异构体，人们想通过异构化和硫化的方法改性杜仲胶为高弹体，未获成功；杜仲胶硫化高弹性体的研究成果及杜仲胶硫化过程三个阶段的发现，使杜仲胶研究进入新的阶段；简要介绍合成杜仲胶的相应进展。最后，提出了本课题的研究设计思路。 2. 介绍了杜仲胶的制备方法和一般性能表征。阐明了杜仲胶及其共混物的动态力学性能和吸声性能的研究方法，试样制备及测试条件。 3. 系统研究了杜仲胶的动态力学性能。结果表明，杜仲胶的动态力学性能受到玻璃化转变机理和结晶熔融转变机理的双重控制。提出玻璃态转变及晶相熔融转变的tanδ值在硫化过程中存在着逆向转变的规律，把热塑性阶段分为I-1、I-2两部分，热弹性阶段分为两部分II-1、 II-2，以及高弹性阶段，使硫化过程细化为三阶段，五部分。通过控制温度，杜仲胶存在三个阻尼区域，即Tg阻尼区、常温过渡阻尼区、Tm阻尼区。 4. 对杜仲胶和天然橡胶的动态力学性能进行了比较。与天然橡胶相比，杜仲胶的动态力学性能的tanδ～T（温度）谱存在的多重转变，将其与天然橡胶共混，由于杜仲胶的结晶熔融转变的引入，共混胶的tanδ曲线将呈双峰分布并提高共混胶在中高温条件下的tanδ值，这对开发低生热长寿命轮胎有积极贡献。 5. 阻尼吸声材料通常在靠近室温区使用，而一般橡胶阻尼温区均较低，杜仲胶结晶熔融的 tanδ转变区，正好在中常温，将杜仲胶和传统阻尼橡胶共混，可以引入杜仲胶的结晶熔融转变机理，从而拓宽共混橡胶中常温的阻尼性能。 6. 系统研究了杜仲胶及其与阻尼橡胶共混物的吸声性能。用20份杜仲胶改性氯丁橡胶时，声吸收性能3～20KHz范围内明显优于纯氯丁胶，但其Tanδ值0～40℃范围均低于纯氯丁橡胶；用10、20及30份杜仲胶改性氯化丁基胶时，吸声性能在3～20KHz范围内也明显优于氯化丁基胶，而前者的Tanδ值在0～40℃范围均低于纯氯化丁基胶。杜仲胶共混达到了提高声吸收的目的，但是在中常温区实测的Tanδ值却很低，不能用Tanδ贡献解释。这可能是由体系中杜仲胶类晶结构空间漫反射吸收造成的。