聚氨酯彈性體的分子結(jié)構(gòu)設計與阻尼性能研究.pdf

1、阻尼材料是一種能吸收振動機械能并將之轉(zhuǎn)化為熱能而耗散的新型功能材料。20世紀50年代發(fā)展起來的高分子阻尼材料具備的主要性能之一是阻尼溫域?qū)?、阻尼因子高。聚氨?PU)作為阻尼材料的優(yōu)勢在于可以通過調(diào)節(jié)軟硬段的比例而獲得寬溫域、高性能的阻尼材料。根據(jù)前人研究的成果，常用的提高阻尼性能的方法主要有兩類：一是改變高聚物的大分子結(jié)構(gòu)。通過接枝、嵌段等方法來改變分子鏈的剛性結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)主鏈與側(cè)鏈上剛性鏈與柔性鏈的不同配比；二是采用高分子共混技術(shù)。互

2、穿聚合物網(wǎng)絡(IPN)技術(shù)可以通過網(wǎng)絡互穿和鏈纏繞效應有效地控制高分子共混物組分間的相容性，拓寬阻尼溫域。但是，上述方法只能用來調(diào)整PU材料在Tg附近的阻尼因子，或者單一拓展PU在Tg附近的有效阻尼溫域。 本文在查閱大量前人工作的前提下，提出了一種新的設計理念，在聚氨酯交聯(lián)網(wǎng)絡上有選擇性的引入一些懸掛鏈結(jié)構(gòu)，這些含有8-18C長度的支鏈存在于聚氨酯分子主交聯(lián)網(wǎng)絡之間，當材料在交變力場作用下，可以產(chǎn)生不同于主交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的動態(tài)力學

3、性能，增加Tg之后材料的能耗，從而提高PU材料在Tg之后的阻尼因子，拓寬PU的有效阻尼溫域。文中在PU彈性體體系中添加了一種自制的含有懸掛鏈結(jié)構(gòu)的二元醇作為擴鏈劑，制備了新型PU阻尼材料。討論了帶有長支鏈的擴鏈劑對PU彈性體阻尼性能的影響機理，并對其動態(tài)性能與硬段及交聯(lián)劑種類配比之間的聯(lián)系進行了分析研究。實驗證明，懸掛鏈的存在可有效地拓寬PU的阻尼溫域，當使用溫度高于Tg時，阻尼因子可以在30-80℃的溫度范圍內(nèi)保持一個較大平臺區(qū)，其數(shù)