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聚硼硅氧烷改性天然橡胶及热塑性弹性体动态力学性能研究

李慧  
【摘要】:聚硼硅氧烷(PBDMS)是一种应变率敏感性材料,在动态交变载荷下会产生弛豫效应,对外界能量的损耗能力较强,因此具有在冲击防护、振动阻尼等领域应用的潜力。但是由于PBDMS具有一定的流动性,难以用于实际应用。为解决这一问题,本论文选择天然橡胶(NR)、热塑性弹性体氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)三种弹性体材料,用PBDMS与这三种弹性体分别进行共混改性,制备出一系列改性弹性体材料,并对样品的动态力学行为展开了研究,结果如下:PBDMS与NR共混过程中未发生化学反应,只存在物理交联;复合材料中,PBDMS质量分数为10%时,复合材料相容性较好;PBDMS的加入提高了复合材料的拉伸强度、储能模量和损耗因子,添加量为10%时增强效果更佳;与纯NR相比,添加PBDMS进行改性后,复合材料具有较高的应变率敏感性。PBDMS与SEBS在共混过程中,两种材料未发生化学反应,仅产生了物理交联;随着复合材料体系中PBDMS含量的增加,DSC曲线上逐渐出现PBDMS材料的玻璃化转变区、冷结晶峰和熔融峰;复合材料中,PBDMS材料质量分数为25%和35%时,DSC曲线上聚苯乙烯嵌段的玻璃化转变平台消失;当端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS-OH)羟基含量为1%时,PBDMS/SEBS复合材料拉伸强度、储能模量、损耗因子性能得到改善,且随着PBDMS含量的上升,复合材料的力学性能也随之上升。PBDMS与EVA树脂共混发泡的实验结果表明:PBDMS质量分数为5%时,复合材料的性能最佳,改性后复合材料内部泡孔的均匀度和致密度有所改善,泡孔壁厚度明显增加;复合材料的撕裂强度由改性前的1.6N/mm提高至3.4N/mm,且阻尼性能明显优于纯EVA材料,储能模量由0.03MPa上升到0.07MPa,损耗因子由0.27上升到0.51。改性后的EVA材料玻璃化转变温度有所降低,玻璃化转变温区变宽。


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