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文檔簡介
1、橡膠隔震支座作為提高建筑和橋梁抗震能力的有效措施,已經(jīng)在很多國家得到廣泛的研究和應(yīng)用。所用橡膠材料需具備較高的拉伸強(qiáng)度、彈性和很好的阻尼性能、柔性等特點(diǎn),而單獨(dú)一種橡膠材料不能兼?zhèn)溥@些特性。傳統(tǒng)的橡膠隔震支座多數(shù)使用天然橡膠,但由于其阻尼性能差,必須配合鉛金屬或阻尼裝置使用才能滿足要求。因此設(shè)計(jì)制備可滿足隔震支座使用需求的高性能橡膠復(fù)合材料具有重要研究意義。
論文針對隔震支座用高性能橡膠復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與制備開展研究。通過特定的
2、工藝將受阻酚AO-60加入丁腈橡膠(NBR)基體中,制備成高阻尼NBR/AO-60雜化材料。以天然橡膠(NR)為基體,將一定比例的雜化材料與其共混,添加環(huán)氧化天然橡膠(ENR)作為相容劑,通過調(diào)整共混材料的配比,制備了一系列天然橡膠/丁腈橡膠/AO-60和天然橡膠/丁腈橡膠/AO-60/環(huán)氧化天然橡膠橡膠復(fù)合材料。利用AFM、TEM、DMA、RPA、DSC、拉力機(jī)、WAXD等測試方法研究了共混比例、ENR環(huán)氧化程度和用量等因素對復(fù)合材料
3、的微觀結(jié)構(gòu)、動態(tài)力學(xué)性能、阻尼性能、應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶性能、熱性能和物理機(jī)械性能的影響,得到了兼具良好力學(xué)性能和優(yōu)異阻尼性能的橡膠復(fù)合材料。主要工作和結(jié)果如下:
1、制備了不同配比的NR/NBR/AO-60復(fù)合材料。微觀形態(tài)呈現(xiàn)出“海島結(jié)構(gòu)”,其中連續(xù)相為NR,分散相為NBR/AO-60,分散相尺寸在幾微米到幾十微米之間。當(dāng)NR/NBR/AO-60比例為50/50/20時(shí),體系中出現(xiàn)部分雙連續(xù)相結(jié)構(gòu),相容性得到一定改善;復(fù)合材料出現(xiàn)
4、兩個(gè)損耗峰,隨著NBR/AO-60含量的增多,復(fù)合材料中NBR/AO-60相的損耗因子tanδmax從0.13增長到1.12,tanδ≥0.3的阻尼溫域△T從11.8℃拓寬到26.5℃,復(fù)合材料在-20℃-40℃溫度范圍和0-150%應(yīng)變范圍內(nèi)的損耗性能大幅增加;NR/NBR/AO-60(50/50/20)復(fù)合材料的力學(xué)性能最好,拉伸強(qiáng)度為15.5MPa,斷裂伸長率為855%。
2、添加不同環(huán)氧化程度的ENR,制備了NR/NB
5、R/AO-60/ENR(70/30/12/10)復(fù)合材料。隨著ENR環(huán)氧化程度的提高,復(fù)合材料中NBR/AO-60分散相的尺寸變?。s2-6微米),分散變得更為均勻;同時(shí)表現(xiàn)出更好的損耗性能和力學(xué)性能。與其他復(fù)合材料相比,NR/NBR/AO-60/ENR50復(fù)合材料損耗峰峰值最高,峰值接近0.6;阻尼峰最寬,tanδ≥0.3的阻尼溫域△T達(dá)到18℃;拉伸強(qiáng)度為16.2Mpa,斷裂伸長率為684%;具有很好的隔震支座應(yīng)用前景。對三種ENR
6、分別做變量研究,結(jié)果表明NR/NBR/AO-60/ENR50(70/30/12/15)復(fù)合材料性能最佳,tanδ≥0.3的溫度范圍從1℃到20.6℃,tanδmax超過0.6;
3、制備了不同配比的NR/NBR/AO-60/ENR50復(fù)合材料。微觀相態(tài)出現(xiàn)了“海島結(jié)構(gòu)”到“雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)”的轉(zhuǎn)變,相容劑ENR50分散在兩相界面處;復(fù)合材料呈現(xiàn)三個(gè)損耗峰,低溫區(qū)的NR損耗峰,室溫區(qū)的NBR/AO-60和ENR50損耗峰。NBR/A
7、O-60和ENR50損耗峰呈現(xiàn)雙峰疊加的特征,損耗因子tanδmax從0.15增長到0.76,tanδ≥0.3的阻尼溫域△T從6℃拓寬到36.5℃;復(fù)合材料具有應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶的特性,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率較高。
4、制備了NR/C5和NR/C9石油樹脂復(fù)合材料。由于石油樹脂的增塑作用,復(fù)合材料的定伸應(yīng)力下降;損耗性能大幅提升,損耗峰向高溫方向移動,NR/C5復(fù)合材料tanδ≥0.3的阻尼溫域從28.9℃拓寬到39.9℃,NR/C9
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