改性聚氨酯粘彈阻尼材料及其約束阻尼結(jié)構(gòu)的表征及老化研究.pdf

1、改性聚氨酯粘彈阻尼材料(以下簡稱粘彈阻尼材料)具有優(yōu)異的粘彈性，因此能夠作為阻尼材料與基材組成約束阻尼結(jié)構(gòu)，應用在阻尼減振降噪領(lǐng)域。但是作為高分子，其在使用過程中不可避免的遇到老化問題。本文表征了粘彈阻尼材料的力學性能、硬度、固化時間、固含量、吸水率等常規(guī)性能，通過人工加速老化研究粘彈阻尼材料及其約束阻尼結(jié)構(gòu)的耐候老化和耐介質(zhì)老化規(guī)律，主要老化方法有熱氧老化、高低溫循環(huán)、凍融循環(huán)、濕熱老化等，老化介質(zhì)有10％硫酸溶液、15％氫氧化鈉溶液

2、、海水和機油等。采用傅里葉紅外光譜(FTIR)和體式顯微鏡觀察老化前后粘彈阻尼材料表面微觀結(jié)構(gòu)和形貌的變化，用DASP振動測試系統(tǒng)研究老化前后約束阻尼結(jié)構(gòu)阻尼性能的變化，主要研究結(jié)果如下：
　　第一，粘彈阻尼材料與約束阻尼結(jié)構(gòu)常規(guī)性能表征顯示：所試粘彈阻尼材料的力學性能呈現(xiàn)早期發(fā)展快后期發(fā)展慢的狀態(tài)，噴涂后10d其拉伸強度增長了428.57％，65d材料的拉伸強度增長了99.55％；固化時間研究表明，粘彈阻尼材料具有適宜的固化時間

3、，其凝膠時間為190～228s，表干時間為35～45min；固含量研究表明，粘彈阻尼材料的固含量高達92.68％，是高固含量、零VOC的綠色環(huán)保材料；吸水率研究表明，粘彈阻尼材料7d的吸水率不超過5％，具有較好的耐水性；約束阻尼結(jié)構(gòu)的阻尼分析表明，粘彈阻尼材料具有良好的阻尼效果，其約束阻尼結(jié)構(gòu)在25Hz處的損耗因子為0.98436，對比空白砂漿板的損耗因子為0.4636。
　　第二，粘彈阻尼材料耐候老化研究表明：高溫高濕環(huán)境對所試

4、粘彈阻尼材料的影響較大。力學性能測試顯示，熱氧老化56d后材料拉伸強度增加了2.7％，高低溫循環(huán)56次后材料拉伸強度增加了32.28％，凍融循環(huán)56次后材料的拉伸強度增加了16.93％，濕熱老化56d后材料的拉伸強度降低了79.23％；FTIR研究表明，老化后材料表面分子結(jié)構(gòu)均遭到破壞，N-H、C=O、C-N、C-H等化學鍵存在不同程度的斷裂；表面形貌觀察揭示出，老化后所試粘彈阻尼材料中的氣泡減少、材料變得密實，因此阻尼性能有不同程度的

5、下降。阻尼性能測試顯示，熱氧老化56d后所試粘彈阻尼材料構(gòu)成的約束阻尼結(jié)構(gòu)一階損耗因子下降了4.59％，高低溫循環(huán)循環(huán)56次后其約束阻尼結(jié)構(gòu)的一階損耗因子下降了3.3％，凍融循環(huán)56次后其約束阻尼結(jié)構(gòu)的一階損耗因子下降了13.88％，濕熱老化56d后其約束阻尼結(jié)構(gòu)的一階損耗因子下降了32.02％。因此，濕熱老化對所試粘彈阻尼材料的影響最大。粘彈阻尼材料在使用過程中應盡量避免高溫高濕環(huán)境。
　　第三，粘彈阻尼材料的耐介質(zhì)老化性能研究

6、顯示：10％硫酸腐蝕120d后材料的拉伸強度降低了12.87％，其約束阻尼結(jié)構(gòu)一階損耗因子比腐蝕前增加了31％；15％氫氧化鈉腐蝕120d后材料的拉伸強度增加了16.0％，其約束阻尼結(jié)構(gòu)一階損耗因子比腐蝕前降低了20.69％；海水腐蝕120d后材料的拉伸強度降低了1.6％，其約束阻尼結(jié)構(gòu)一階損耗因子比腐蝕前增加了52.48％，機油老化120d后粘彈阻尼材料的拉伸強度降低了62.75％，其約束阻尼結(jié)構(gòu)一階損耗因子比腐蝕前增加了64.83％

7、。FTIR譜圖顯示，硫酸、氫氧化鈉和海水腐蝕后材料表面分子結(jié)構(gòu)均有一定變化，軟段和硬段均存在分子鏈的斷裂，從表面形貌圖中可觀察到，腐蝕對材料表面的影響大于對其內(nèi)部的影響。以上研究表明，所試粘彈阻尼材料具有一定的耐酸性、耐堿性和耐海水腐蝕性能，但機油對材料的性能影響較大，在使用過程中應盡量避免接觸機油類物質(zhì)。
　　通過以上實驗研究和理論分析，為粘彈阻尼材料在減振降噪領(lǐng)域的推廣應用提供了實驗數(shù)據(jù)，為提高其使用安全性和耐久性提供了理論依