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丁基橡胶/杜仲橡胶高阻尼材料的制备与性能研究

周美慧  
【摘要】:丁基橡胶(IIR)的阻尼温域为-60℃~10℃,在橡胶材料中是阻尼性能最好的材料之一。但是超过10℃后,其阻尼性能几乎消失,限制了在常温下阻尼领域的应用。杜仲橡胶(EUG)是一种生物基橡胶,与天然橡胶是同分异构体,具有橡塑二重性。其动态力学性能受玻璃化转变和结晶熔融转变机制的双重控制,是一种在常温下也具有阻尼性能的橡胶。为了探究EUG对IIR阻尼性能的影响,本文通过不同的加工工艺,将IIR与EUG按照不同配比进行共混,研究不同加工工艺下,EUG份数对IIR阻尼性能与力学性能的影响;将EUG进行环氧化改性,作为IIR/EUG并用胶的相容剂。研究环氧化杜仲橡胶(EEUG)的份数对二元并用胶阻尼性能、力学性能和微观结构的影响及机理;在此基础上,进一步考察改性玄武岩纤维对三元并用胶性能的影响。通过动态力学性能测试(DMA)、拉伸性能测试研究并用胶的动态力学和静态物理机械性能;采用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射分析(XRD)研究并用胶基体中的结晶情况;采用扫描电镜(SEM)研究橡胶拉伸断面的微观结构和共混情况。论文的主要工作成果如下:(1)EUG的添加拓宽了IIR在常温下的阻尼温域,其中EUG的份数为10~20份时,常温下出现明显的tanδ峰。随着EUG组分的增加,并用胶的力学性能明显下降,IIR/EUG(90/10)二元并用胶的拉伸强度降至最低。本文选择力学性能相对较好的IIR/EUG(80/20)二元并用胶进行后续研究。(2)将EUG进行环氧化制备EEUG,研究相容剂EEUG对IIR/EUG(80/20)并用胶性能的影响。研究发现加入相容剂后,材料的界面更加均匀,表明相容效果得到明显改善,使并用胶获得了更好的阻尼性能和力学性能。(3)采用硅烷偶联剂(KH550)对玄武岩纤维(BF)进行接枝,通过SEM、元素分析(EDS)和红外光谱测试(FTIR)等表征证明接枝成功,改性玄武岩纤维(KH550-BF)的加入有效改善了三元并用胶的阻尼性能,但是对三元并用胶的力学性能没有提升。


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