硅橡胶阻尼材料研究进展
碳纳米管增强硅橡胶的导热和力学性能研究
命(心H看料,2021, 35 (4) : 22-27
SILICONE MATERIAL研究・开发
碳纳米管增强硅橡胶的导热和力学性能研究* *
收稿日期:2021 -01 -02o作者简介:林晨(1999—),女,本科生,主要从事共聚物 共混改性研究。*基金项目:贵州大学SRT计划项目[(2018)301号]。* *联系人,E-mail: hz780104@ sina. como林晨I,郝智1,2**,汪朝宇I,申腺I
(1.贵州大学材料与冶金学院,贵阳550025 ; 2.贵州省橡胶复合材料工程实验室,贵阳550025)
摘要:碳纳米管(CNT)具有较高的热导率,因而有巨大的潜在应用。为研究碳纳米管用量对硅橡胶 (SR)导热和力学性能的影响,通过应变扫描、扫描电镜、力学性能、热失重等对CNT/SR复合材料进行了 表征。结果表明,复合材料的储能模量随着应变的增加逐渐降低,表现出明显的Payne效应;随着碳纳米 管用量的增加,胶料的正硫化时间延长,最大转矩和最小转矩差值增加,拉伸强度、拉断伸长率、100%定 伸应力和撕裂强度也相应得到改善;与纯硅橡胶相比,CNT/SR复合材料的热导率最多提升了 139.2%,达 到0. 4237 W/(m-K); CNT/SR复合材料还具有良好的热稳定性,其600 T:时的质量损失率随着碳纳米管用 量的增加有所降低。关键词:碳纳米管,甲基乙烯基硅橡胶,导热,力学性能中图分类号:TQ333. 93 文献标识码:A doi:10.11941/j. issn. 1009 - 4369. 2021. 04. 005
碳纳米管(CNT)是由碳原子围绕中心轴旋转 构成的一种同轴纳米材料⑴,碳原子间以sp?杂
化连接,表面缺陷极少,其独特的管状结构赋予 其良好的性能U:其模量与金刚石相当,具 有优异的力学性能[6_7];同时,CNT的一维纳 米结构使其具有良好的导热性[8_9]o目前,碳
丙烯酸酯橡胶阻尼材料研究进展
ISSN1002--4956 (:N¨一2034/T 实验技术与管理 Experimental Technology and Management 第29卷第1期2012年1月 V01.29 No.1 Jan.2O12
实验技术与方法
丙烯酸酯橡胶阻尼材料研究进展
李明俊,程 燕,徐泳文,武化民
(南昌航空大学环境与化学工程学院,江西南昌 330063)
摘 要:分析了高聚物材料的阻尼机理,简要介绍了阻尼性能的评价方法,重点阐述了丙烯酸酯橡胶的共混、 共聚、IPN、添加小分子及填充改性制备高性能阻尼材料的研究进展,指出对丙烯酸酯橡胶阻尼材料应用于耐 高温环境的阻尼性能缺乏研究,还有待深入,研制集绿色和多功能为一体的新型阻尼材料将是未来高聚物阻 尼材料又一个重要的发展方向。 关键词:丙烯酸酯橡胶;阻尼材料;研究进展 中图分类号:TQ333.97 文献标志码:A 文章编号:1002~4956(2012)0卜0030—03
Progress of research on acrylic rubber damping material
Li Min【gJun,Cheng Yan,Xu Yongwen,Wu Huamin
(School of Environment ̄Chemistry Engineering,Nanehang Hangkong University,Nanchang 330063,China)
Abstract:This paper analyzes the damping mechanism of polymer materials,briefly introduces evaluation damping performance method and reviews research progress of preparation high damping materials of the acryl— ic rubber blending,copolymerization,IPN,adding small molecules,etc.The acrylic rubber damping materials used in high~temperature environment of damping performance remain to be further researched and collecting
飞机用硅橡胶材料加速老化试验及寿命评估研究
飞机用硅橡胶材料加速老化试验及寿命评估研究
柳荣;尹文华;吴惠琴;牟广宇
【摘 要】为研究飞机用硅橡胶材料的耐老化性能及贮存寿命,采用热空气加速老化的试验方法,基于阿累尼乌斯方程对橡胶材料的寿命进行了评估.试验结果表明,该硅橡胶材料压缩永久变形性能对热老化最为敏感,在使用温度为60C,老化性能指标为临界值0.6时,该硅橡胶的寿命为12年.
【期刊名称】《合成材料老化与应用》
【年(卷),期】2018(047)005
【总页数】4页(P1-3,64)
【关键词】硅橡胶;加速老化;寿命预测
【作 者】柳荣;尹文华;吴惠琴;牟广宇
【作者单位】中国商飞上海飞机设计研究院,上海201210;广州合成材料研究院有限公司,广东广州510665;广州合成材料研究院有限公司,广东广州510665;中国商飞上海飞机设计研究院,上海201210
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ330.7
橡胶材料在飞机上发挥着至关重要的作用,其被用于实现密封(气密、水密、油密)、贮存和传输介质、阻尼减振、隔热、防火、电磁屏蔽、柔性支撑、腐蚀防护等功能,直接影响着飞机的寿命及可靠性[1]。据统计,世界航空器产生的各类故障中有40%~60%与橡胶材料有关,而其中的绝大多数是由于橡胶材料的老化而造成的。因此,对橡胶材料的耐老化性能进行研究,评估其使用寿命对降低飞机的故障率,保障飞机安全有着重要的意义[2]。
温度是影响化学反应速率的基本因素,温度越高,老化速率越快,因此可以通过升温加速老化的方法,在较短的时间内评测橡胶材料的耐老化性能,进而对其寿命进行预测[3-4]。虽然近年来用于橡胶寿命评测的模型有很多[5-9],但最成熟、使用最广泛,且能写入标准里的还是基于阿累尼乌斯定律,如UL 746B、ISO 11346、ISO 2578、GJB 92、GB/T 7142和GB/T 20028等标准。
本文参照GB/T 20028-2005[10-11],研究了国产飞机用硅橡胶的耐老化性能,并选用压缩永久变形对硅橡胶的贮存寿命进行了评估。
硅胶的阻尼系数
第 1 页 共 2 页 硅胶的阻尼系数
【原创版】
目录
1.引言
2.硅胶阻尼系数的定义和物理意义
3.硅胶阻尼系数的影响因素
4.硅胶阻尼系数的测量方法和应用
5.结论
正文
1.引言
硅胶是一种广泛应用于各个领域的材料,如电子、医疗、食品等。在许多应用中,硅胶的阻尼系数是一个重要的性能指标。本文将探讨硅胶阻尼系数的定义、物理意义、影响因素、测量方法以及应用。
2.硅胶阻尼系数的定义和物理意义
硅胶阻尼系数是指硅胶材料在振动过程中,阻尼能量损失与振动能量之间的比值。它是衡量硅胶减震性能的一个重要参数,其物理意义在于反映了硅胶材料在减震过程中对能量的消耗能力。阻尼系数越大,表示硅胶材料在减震过程中消耗的能量越多,减震性能越好。
3.硅胶阻尼系数的影响因素
硅胶阻尼系数的大小受到多种因素的影响,主要包括以下几点:
(1) 硅胶的硬度:硅胶的硬度越大,阻尼系数越大,减震性能越好。
(2) 硅胶的结构:不同的硅胶结构对其阻尼系数产生影响,如泡沫硅胶、凝胶硅胶等。
(3) 温度:温度对硅胶阻尼系数的影响较大,一般来说,温度越高, 第 2 页 共 2 页 阻尼系数越小。
(4) 频率:硅胶阻尼系数与振动频率有关,不同频率下的阻尼系数可能会有所不同。
4.硅胶阻尼系数的测量方法和应用
(1) 测量方法:硅胶阻尼系数的测量通常采用动态加载试验方法,通过测量硅胶在振动过程中的能量损失来计算阻尼系数。
(2) 应用:硅胶阻尼系数在许多领域有广泛应用,如减震器、密封圈、建筑等领域。在设计这些产品时,需要根据实际应用场景和性能要求来选择合适的硅胶材料,以达到最佳的减震效果。
5.结论
硅胶阻尼系数是衡量硅胶材料减震性能的一个重要参数,其大小受到硅胶的硬度、结构、温度、频率等因素的影响。在实际应用中,需要根据不同的场景和性能要求来选择合适的硅胶材料,以达到最佳的减震效果。
硅胶的阻尼系数 2
硅胶的阻尼系数
引言
硅胶是一种常见的高分子材料,具有优良的弹性和耐用性,在许多领域得到广泛应用。其中一个重要的特性就是其阻尼系数,即硅胶材料在受力时吸收和耗散能量的能力。本文将对硅胶的阻尼系数进行详细介绍,包括定义、影响因素、测试方法和应用。
1. 定义
阻尼系数是描述材料在振动或冲击加载下吸收和耗散能量的能力。对于硅胶而言,阻尼系数可以衡量其在受力时产生的能量损失程度。较高的阻尼系数表示硅胶材料具有更好的减震和抑制振动的能力。
2. 影响因素
硅胶材料的阻尼系数受多种因素影响,包括以下几个方面:
2.1 材料硬度
硬度是指硅胶材料对外界压力或变形抵抗能力的大小。一般来说,较软的硅胶具有更高的阻尼系数,因为它们能够更好地吸收和耗散能量。
2.2 结构形态
硅胶材料的结构形态也会影响其阻尼系数。例如,多孔结构的硅胶具有更高的阻尼系数,因为孔隙内部的空气或液体能够有效地吸收和耗散振动能量。
2.3 温度
温度对硅胶材料的阻尼系数也有一定影响。一般来说,温度越高,硅胶材料的阻尼系数越低。这是因为高温下硅胶分子间的相互作用力减弱,导致能量传递效率提高。
3. 测试方法
测试硅胶材料的阻尼系数可以采用多种方法,常见的有以下几种:
3.1 振动台法
振动台法是一种常用且简便的测试方法。将硅胶样品固定在振动台上,并施加特定频率和幅值的振动加载。通过测量样品在加载过程中产生的振幅衰减来计算阻尼比,进而得到阻尼系数。 3.2 回弹法
回弹法是利用硅胶材料的回弹能力来测试其阻尼系数。将硅胶样品从一定高度自由落下,通过测量其回弹高度和下落高度的比值来计算阻尼系数。
3.3 悬臂梁法
悬臂梁法是一种间接测试硅胶材料阻尼系数的方法。将硅胶样品固定在悬臂梁上,并施加特定频率和幅值的振动加载。通过测量悬臂梁在加载过程中的振幅衰减来推导出硅胶材料的阻尼系数。
4. 应用
硅胶材料的阻尼系数决定了其在各个领域中的应用范围和效果。以下是几个常见的应用示例:
橡胶的阻尼系数tanδ
橡胶的阻尼系数tanδ
1. 引言
橡胶是一种常见的弹性材料,在许多工业领域中被广泛应用。在设计和使用橡胶制品时,了解橡胶的性能参数是至关重要的。其中之一就是橡胶的阻尼系数tanδ。本文将对橡胶的阻尼系数tanδ进行全面、详细、完整且深入地探讨。
2. 橡胶的阻尼现象
任何弹性材料在振动过程中都会产生能量的损耗,这种能量的损耗叫做阻尼。橡胶在振动过程中也会产生阻尼现象。当橡胶受到外力作用后发生振动,通过摩擦和分子间的碰撞,橡胶内部产生能量的耗散,使振幅逐渐减小,并最终停止振动。
3. 阻尼系数的定义
阻尼系数tanδ是描述阻尼现象的一个重要参数。它定义为橡胶材料的损耗模量与它的储存模量之间的比值。可以用下式表示:
tanδ = (损耗模量 / 储存模量)
损耗模量指的是橡胶材料在振动过程中能量的耗散。储存模量指的是橡胶材料在振动过程中能量的存储。阻尼系数tanδ的值越大,表示橡胶的阻尼越强,振动衰减得越快。
4. 影响阻尼系数的因素
橡胶的阻尼系数tanδ受多种因素的影响。
4.1 温度
温度是影响橡胶阻尼系数的重要因素之一。一般来说,随着温度的升高,橡胶的阻尼系数也会增加。这是因为随着温度的升高,橡胶分子的运动变得更加活跃,从而引起更多的能量耗散。 4.2 频率
频率是另一个影响橡胶阻尼系数的因素。当频率增加时,橡胶的阻尼系数也会增加。这是因为高频振动引起的橡胶分子摩擦和碰撞更加频繁,从而增加了能量的耗散。
4.3 橡胶材料的种类
不同种类的橡胶材料具有不同的阻尼特性。例如,硅橡胶通常具有较低的阻尼系数,而氯丁橡胶则具有较高的阻尼系数。选择合适的橡胶材料可以满足不同领域对阻尼性能的要求。
4.4 橡胶材料的硬度
橡胶材料的硬度也会对阻尼系数产生影响。一般来说,硬度较高的橡胶具有较低的阻尼系数,而硬度较低的橡胶则具有较高的阻尼系数。这是因为硬度较高的橡胶分子间相互吸附力较大,分子间碰撞耗散的能量较少。
苯基硅橡胶
苯基硅橡胶介绍及最新研究进展
-特性:
甲基乙烯基苯基硅橡胶(methyl vinyl Phenyl Polysiloxane rubber)简称苯基硅橡胶,苯基硅橡胶是指主链中含有苯基硅氧烷或甲基苯基硅氧烷链节的高分子量线型聚硅氧烷。与填料、有机过氧化物硫化剂、加工助剂混配后,经加热硫化可成为弹性体,苯基硅橡胶除具有甲基乙烯基硅橡胶的压缩水久变形小,使用温度范围宽,耐老化、防震、防潮和优良的电气绝缘性能外,还具有卓越的耐低温、减震、耐烧蚀和耐辐照性能。由于分子结构中引入了苯基,破坏了硅氧烷分子结构的规整性,降低了聚合物的结晶度,改善了耐寒性。
-分类:
1.苯基含量在5~15%时(苯基与硅原子比)通称低苯基硅橡胶,此时,橡胶的硬化温度降到(-115℃),使它具有较好的耐低温性能,高阻尼等特点,在-100℃下仍具有柔曲弹力。苯基硅橡胶PVMQ随着苯基含量的增加,分子链的刚性增大,其结晶温度反而上升。
2.苯基含量在15~25%时通称中苯基硅橡胶,耐烧蚀 ,具有耐燃特点。
3.苯基含量在30%以上时,通称高苯基硅橡胶,具有优良的耐辐射性能。苯基硅橡胶应用在要求耐低温、耐烧蚀、耐高能辐射、隔热等场合。拥有抗幅射性能(防中子辐射、如伽马射线),用于核电站、反应堆、放射性污水处理厂。可以在苯基硅胶里加入铅粉(代铅的作用,减轻重量),制成硅级皮或者硅胶片放到衣服里,可以制成防护服,防辐射用途。也可做成柔性的防辐射板,或者用硅胶泥堵住目标缝隙。
中苯基和高苯基硅橡胶由于加工困难。物理机械性能较差,生产和应用受到一定限制,中苯基硅橡胶具有卓越的耐寒性,一旦着火,可以自熄,高苯基硅橡胶具优异的耐辐照性能。随着苯基含量的提高,分子刚性增大,耐辐照,耐燃性提高,但耐寒性下降由甲基苯基混合四环体与四甲基乙烯基环四硅氧烷在碱催化剂催化下共聚,经破坏催化剂和真空脱除低沸物后制得生胶,与白炭黑、有机过氧化物结构控制剂在炼胶机上混炼均匀后得混炼胶。
甲基乙烯基硅橡胶/丁基橡胶硫化性能和耐热性能研究
甲基z烯基硅橡胶/T基橡胶硫化性能和耐热性能研究 ZHANJIE 2007。28(2)
甲基乙烯基硅橡胶/丁基橡胶硫化性能和耐热性能研究
王雁冰,黄志雄。张联盟
(武汉理工大学材料学院,湖北武汉430070)
摘要:通过共混法制备了甲基乙烯基硅橡 丁基橡胶复合材料,用DSC研究了复合材料硫化前的结晶性能
与硫化性能,用TG研究了复合材料硫化后的热分解性能。根据在不同升温速率下的DSC曲线,用Kissinger方程
对复合体系的硫化性能进行动力学研究,得到了交联反应活化能为95.1 kJ/mol、反应级数n为0.78。TG测试表
明,复合材料的耐热性介于二者之间。力学测试表明,该材料的综合物理力学性能较好,可以作为阻尼材料使用。
关键词:硅橡胶;丁基橡胶;交联反应;动力学
中图分类号:TQ333.93、TQ333.6文献标识码:A文章编号:1001—5922(2007)02—0018—03
有机硅材料由于主链硅氧链段的非极性和弱的分子间相
互作用,具有良好的热稳定性、低温柔性和耐老化性,在很宽
的温度范围内(一50—200℃),其力学性质相当稳定,在航空
航天领域,尤其是在频繁的应力和应变作用下产生较高热量 和疲劳破坏的振动场合,硅橡胶是阻尼材料的首选_l0 J。但
硅橡胶的阻尼系数低,作为阻尼材料使用时,必须对其改性, 才能满足工程实际需要 J。 丁基橡胶由于其分子链中侧甲基的密集排布,形成蠕虫
链结构,且在玻璃化温度附近存在次级转变,这使得其阻尼峰
既宽又高,其内耗峰可从一7O℃持续到2O℃【6J。为了拓宽
硅橡胶的有效阻尼温度范围和阻尼因子,本文用丁基橡胶对
硅橡胶进行共混改性,研究了复合材料的阻尼性能,并用DSC
研究了共混生胶的低温结晶性能和高温硫化性能,T(3研究了 共混硫化胶的热分解性能。研究了共混生胶在不同升温速率
下的DSC性能,并用Kissinger方程对复合体系的硫化动力学
EVA补强硅橡胶复合材料热黏弹性能表征
EVA补强硅橡胶复合材料热黏弹性能表征
硅橡胶(MVQ)作为一种减振降噪阻尼材料,其可以改善人机工作环境等;然而单一硅橡胶的阻尼因子较低,有效阻尼温域较窄,特别是室温范围的阻尼性不高。本文采用熔融共混法制备不同配比MVQ/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)复合材料;对其硫化过程、物理机械性能、阻尼性能、流变性能以及结晶性能进行了系统表征研究,具体研究如下:1、采用毛细管流变仪研究了 EVA及MVQ/EVA复合材料的挤出流变性能以及壁面滑移现象。结果表明:MVQ/EVA的黏度随EVA含量的增大而增加;采用Arrhenius分析了 EVA及MVQ/EVA熔体黏度随温度的变化规律,发现同一剪切速率下MVQ/EVA=100/40的黏流活化能比纯MVQ高;采用Mooney法计算壁面滑移速度,同一温度下,EVA及MVQ/EVA的滑移速度均随着剪切应力的增加而提高,并且加入EVA降低了硅橡胶发生壁面滑移时的临界剪切应力。
2、采用橡胶加工分析仪(RPA)研究了 EVA对硅橡胶的硫化过程的影响。结果表明:MVQ/EVA复合材料中EVA含量越高,硅橡胶硫化结束时的平衡扭矩值越小,正硫化时间越长,表明EVA的加入阻碍了硅橡胶的硫化进程;通过RPA应变扫描可知,应变越大MVQ/EVA复合材料的储能模量(G’)越小,表现出明显的Payne效应,并且其G’随EVA含量的增加而增加,表明EVA对MVQ起到了很好的补强作用;从Kraus模型拟合参结果可知,硫化胶的拟合参数值m大于混炼胶,表明一定温度压力下,EVA在MVQ中分散更均匀,补强作用更明显。3、采用超声-无转子硫化仪装置在线监测了 MVQ/EVA复合材料阻尼交联结构的形成过程,对比声速值与扭矩值的变化关系,提出了超声波表征MVQ/EVA复合材料硫化历程的方法,以满足后期对复合隔声板制作过程的在线监测;采用超声-PVT装置研究了压力温度对MVQ/EVA复合材料硫化过程中声速及制品比容的影响发现,同一压力及温度下,硫化结束时的声速随着EVA含量的增加而减小;同一压力及EVA含量下,温度越高,比容越大,声速越低;同一温度及EVA含量下,压力越大比容越小,声速越高;通过直线拟合法得到了声速与比容之间的定量关系式,以此为基础可以在线监测物料硫化过程的超声波传递信号变化而预估比容值。
液体硅橡胶泡沫材料研究进展
技术进展 啸机・l材料,2014,28(1):54~58
SILICONE MATERIAL
液体硅橡胶泡沫材料研究进展
刘 芳 一,余凤湄 ,罗世凯 ,芦 艾 (1.中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳621900; 2.西南科技大学材料学院,四川绵阳621900)
摘要:从液体硅橡胶泡沫材料的发泡方法、影响性能的主要因素、泡孔结构控制等方面概述了近年来 液体硅橡胶泡沫材料的制备及性能研究进展,并指出了未来液体硅橡胶泡沫材料的研究重点。 关键词:液体硅橡胶,泡沫,发泡,泡孔结构,加成,缩合 中图分类号:TQ333.93 文献标识码:A 文章编号:1009-4369(2014)0l一0054—05
硅橡胶泡沫材料是新发展起来的一种柔性、
多孔的高分子弹性体,是硅橡胶经发泡后制成 的。它将硅橡胶的特性与泡沫材料的特性结合于
一体 J,作为阻尼、减振、隔音、隔热等高性
能材料广泛应用于国防、航空航天以及交通运
输、电子工业等领域。根据商品形态,硅橡胶泡
沫材料可分为热硫化硅橡胶泡沫材料和液体硅橡
胶泡沫材料。液体硅橡胶泡沫材料除具有一般硅
橡胶泡沫材料优良的性能外,还具有介电常数 小、加工工艺简单、适用于场外就地成型及异型
材的制备等优点,不仅广泛用于电子电器元件及
机械部件的灌封 、建筑墙壁中配管及导线贯
穿孔的灌封或填充,也可用作包装材料、汽车部
件及各种密封材料等,是弹性体泡沫材料领域的
研究热点之一。
l 液体硅橡胶的分类
液体硅橡胶根据交联反应机理可分为缩合型 和加成型。缩合型液体硅橡胶的基胶主要是各种
摩尔质量的羟基封端聚二甲基硅氧烷,其交联是 通过末端的羟基与交联剂的官能团之间的缩合反
应实现的。根据缩合反应释放出的副产物,缩合
型液体硅橡胶又可分为脱酸型、脱醇型、脱丙酮
型、脱酮肟型、脱氢型等。缩合型液体硅橡胶的
基胶除羟基封端的聚二甲基硅氧烷外,还可以用
氢基或烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷。J.B.
