金属橡胶-聚氨酯复合材料减振性能研究

针对单一减振材料无法兼具高阻尼与高刚度的弊端,本工作提出了一种新的复合材料,即将三维空间网状结构的金属橡胶(EMWM)作为基体,聚氨酯(PU)作为增强体,并采用真空渗流的方式制备了具有高阻尼与高刚度的金属橡胶-聚氨酯(EMWM-PU)复合材料。通过EMWM与EMWM-PU复合材料的准静态压缩试验,发现界面摩擦的引入使得EMWM-PU复合材料的耗能与刚度特性得到显著提升。此外搭建了复合材料管路减振测试平台,以平均振动加速度级和插入损失作为评价指标,研究了EMWM密度、激振量级、安装时的预紧间距对管路减振性能的影响。结果表明,EMWM-PU复合材料在5~1 000 Hz频段范围内均具有优异的减振效果,且复合材料中基体材料EMEM的密度越小、安装时的预紧间距越大,减振效果越好。本研究有效拓宽了复合材料的应用范围,也为金属橡胶复合材料的设计和应用提供了有效的指导。

点击反应接枝蓖麻油基聚氨酯的合成及其阻尼性能研究

通过硫醇-烯点击反应将正十二硫醇接枝到蓖麻油中,成功合成了一种含有大量支链的蓖麻油(MCO)。以蓖麻油(MCO)为软段、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI50)为硬段、乙二醇(EG)为扩链剂合成生物基聚氨酯。通过核磁共振氢谱(1HNMR)和傅里叶变换光谱(FT-IR)对其进行表征。动态力学分析(DMA)结果表明,随着正十二硫醇接枝量的增加,蓖麻油基聚氨酯有效阻尼温域由34.3℃(17.1~51.4℃)提高到74℃(-8.3~65.7℃),阻尼温域大幅提高,同时阻尼温域向低温方向移动了25.4℃,有效覆盖了阻尼材料的使用温度,拓展了材料的使用环境和应用领域。

聚氨酯阻尼材料研究进展

传统聚氨酯阻尼材料由于玻璃化转变温度范围较窄及阻尼损耗性能较弱的问题,通常需要对其进行结构设计或改性以提升阻尼性能。本文从传统设计方法和新型设计方法两个角度综述了聚氨酯阻尼材料的最新研究进展,包括互穿聚合物网络、构建超分子结构、引入动态键和构建梯度/渐变结构等,讨论了不同设计方法对聚氨酯阻尼材料阻尼性能的影响。同时,还探讨了聚氨酯阻尼材料在结合压电效应、自修复性能和形状记忆功能等方面的拓展,提出了多功能化和智能化是聚氨酯阻尼材料的发展重点。最后展望了聚氨酯阻尼材料面临的挑战和发展方向。

聚氨酯阻尼材料的改性与结构设计研究进展

概述了聚氨酯的阻尼机理和改性与结构设计,改性与结构设计从微观改性与宏观结构设计两部分进行了阐述。其中微观改性介绍了五种传统的改性手段(软硬段结构设计、物理共混、化学共聚、互穿聚合物改性和构造悬挂链结构)的最新研究以及近几年来的新型改性手段(超分子结构和压电阻尼结构);宏观结构设计简要介绍了经典阻尼结构,并着重对近几年研究的梯度/渐变结构进行了论述。最后对聚氨酯阻尼材料的未来发展进行了展望。

聚氨酯IPN阻尼材料的研究进展

振动和噪声对工业生产、人类健康及国防安全等领域都会产生危害,阻尼材料可以吸收外部机械能,并将其转化为热能耗散掉,从而可以有效控制振动和噪声问题。目前应用最广泛的阻尼材料是高分子聚合物,常规聚氨酯(PU)材料由于具有阻尼温域窄、机械强度低及耐热性差等缺点,无法满足使用要求,因此可以通过制备互穿聚合物网络(IPNs)以及在IPNs中添加填料的方式来提高其阻尼性能、热稳定性能及机械性能等,以获得综合性能良好的结构阻尼材料。鉴于此,文章综述了PU基IPNs阻尼材料及添加填料的PU基IPNs阻尼材料的研究进展,并对其未来的研究方向提出了建议。

低聚物多元醇对聚氨酯阻尼材料性能影响研究

聚氨酯材料是一种良好的阻尼材料,通过合理的分子结构设计来提高其性能,研究软段对聚氨酯阻尼材料性能的影响。以MDI-100,BDO为硬段,不同种类相对分子质量为2000的低聚物多元醇为软段,采用预聚体法制成了聚氨酯阻尼材料,并对其力学性能和损耗因子进行测试。结果表明,扩链系数为1时,PCG型聚氨酯比其他类型聚氨酯表现出更高的力学强度,并且在28.7℃达到损耗因子最大值0.57。PCG多元醇是制备聚氨酯阻尼材料一种新的原料选择,其制备的阻尼涂料在舰船减振降噪领域具有广阔的应用空间。

碳系材料掺杂聚氨酯阻尼复合材料的制备与性能研究

为改善聚氨酯阻尼复合材料的热力学、力学、介电性能等性质,文章提出将不同结构的碳系材料(石墨、石墨烯)加到聚氨酯阻尼复合材料中,研究发现,石墨烯可以有效改善复合材料的热稳定性,提高介电性能;石墨粒子可以大幅度提高复合材料的耐热性;对聚氨酯阻尼复合材料的介电性能的测试显示,石墨的加入可改善复合材料的电学性能,当石墨用量为1.0 wt.%时,复合材料的介电常数最优。

聚环氧氯丙烷氨酯阻尼材料的阻尼性能研究

一般来讲,聚合物材料的阻尼性能来源于分子链运动带来的内摩擦力以及分子间物理键的破坏与再生,分子链运动所产生的阻尼在聚合物的玻璃化转变温度范围内最为有效。因此具有极性较强、体积较大的一CH_2Cl侧基的环氧氯丙烷聚合物应具有优异的阻尼性能,专利文献[1—2]报道过由多羟基(官能度≥2)聚环氧氯丙烷预聚物为原料制得的聚氨酯泡沫具有良好的阻燃性能,作者在聚环氧氯丙烷氨酯阻尼材料方面进行了尝试。

PU/VER IPN材料阻尼性能的研究

采用DMA法研究了热力学、动力学因素及组成比对聚氨酯/乙烯基酯树脂互穿聚合物网络(PU/VER IPN)材料阻尼性能的影响。研究发现:引入丙烯酸酯类单体为VER共聚单体,改善了常规以苯乙烯(St)为共聚单体的PU/VER(St)IPN材料的阻尼性能,含较长酯基的体系具有更优的阻尼性能;通过调整两网络的相对聚合速率及组成比,可使材料出现宽温域阻尼,合成的组成比为80/20、70/30及60/40的IPN材料,在至少近80℃的温域,阻尼因子(tanδ)>0.3。进一步通过TEM检测分析了IPN材料微观结构与阻尼性能的关系。

PMN掺杂酯醚共聚聚氨酯压电阻尼材料的制备及其表征

通过溶液共混法制备了铌镁锆钛酸铅(PMN)掺杂酯醚共聚聚氨酯压电阻尼材料,并研究了PMN含量对材料阻尼性能、压缩生热、压电性能及力学性能的影响。结果表明,PMN可有效改善材料的阻尼性能,并且可以降低材料因阻尼效应而产生的温度升高,同时也可赋予材料一定的压电性,但当PMN含量过高时反而不利于材料阻尼性能和力学性能的提高。

聚氨酯/聚硅氧烷IPN阻尼材料研究

以聚四氢呋喃醚MDI聚氨酯和聚二甲基硅氧烷合成了PU/PDMS IPN阻尼材料,用SEM和XPS分析了IPN的形态结构和元素分布,用 DMA 分析了动态力学性能。结果表明,各聚合物组分在 IPN 表面和内部的分布是不均匀的,这种不均匀性与 PU 与 PDMS 的相容性及组成比例有关。

锆钛酸铅/聚苯胺/聚氨酯三元阻尼复合材料

为减少压电陶瓷/导电填料/聚合物阻尼复合材料中填料的含量,制备了锆钛酸铅(PZT)/聚苯胺/聚氨酯三元复合材料,其中,聚苯胺(PANI)通过原位聚合的方法包覆于压电陶瓷粒子的表面.采用FTIR,TGA,SEM、EDS研究了PANI包覆PZT的组成和形态.用DMA评价了复合材料的阻尼性能.结果表明,通过原位聚合的方法能够制备PANI包覆的PZT粉末;三元复合材料的阻尼性能与PANI的导电率有关,在一定的PANI导电率时达到最大,并且在任意导电率下均高于单一聚氨酯.用PANI包覆的压电陶瓷与聚合物复合,能够提高聚合物的阻尼性能.通过调整PANI的导电率,可以使材料的阻尼性能达到相应振动频率下的最大值.

橡胶阻尼材料的研究进展

分析了橡胶材料的阻尼机理,重点讨论了丙烯酸酯橡胶、聚氨酯、丁基橡胶、丁腈橡胶和聚乙酸乙烯酯橡胶经过改性制备橡胶阻尼材料的研究进展,指出了橡胶阻尼材料的发展方向。

聚酯型聚氨酯阻尼材料的结构性能与表征

以羟基特戊酸新戊二醇单酯(HPHP)与丁二酸(SA)缩聚反应合成聚酯二醇,再与2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI-100)和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)反应制备聚氨酯(PU)阻尼材料,研究了聚酯二醇分子量对PU阻尼性能及力学性能的影响,并用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)以及扫描探针显微镜(SPM)对其结构进行了表征。结果表明,随聚酯二醇分子量增加,PU阻尼材料的损耗因子最大值(tanδmax)显著提高,Tg先降低后升高;PU阻尼材料的硬度、拉伸强度和撕裂(直角)强度明显下降,而扯断伸长率显著提高。

聚氨酯材料在轨道交通方面的应用及研究进展

按产品应用范围分类综述了近年来聚氨酯材料在轨道交通中的应用及研究进展,并针对应用中存在的问题提出相应的研究解决方向的建议。

聚酯型聚氨酯阻尼材料的改性研究

采用接枝、嵌段及交联的方法对聚酯型聚氨酯（PU）阻尼材料进行改性并对其阻尼性能和力学性能进行研究。结果表明，Pu材料的阻尼性能随接枝率增加而明显提高；当接枝率10％时，tanδmax为0．84，tanδ〉0．3的阻尼温域为0．8～61．6℃，拉伸强度19．6MPa，撕裂强度为27．0kN／m，伸长率500％，是综合性能良好的阻尼材料；嵌段可使PU材料的阻尼温域明显向低温移动；交联使PU阻尼材料的tanδmax值由0．78提高到1．19，阻尼温域向低温移动了13．9℃。接枝、嵌段和交联虽然使PU材料的力学性能有所降低，但仍可满足某些对力学性能要求较低的建筑用粘弹性阻尼器和桥梁减（隔）震支座的要求。

聚氨酯/聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸丁酯)互穿聚合物网络聚合物的阻尼性能

采用本体聚合法合成出一系列阻尼性能良好的聚氨酯/聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸丁酯)(PU/P(MMA-BMA))互穿聚合物网络(IPN)聚合物,通过动态力学分析方法表征了PU/P(MMA-BMA)IPN聚合物的阻尼性能。探讨了加入催化剂、高温后处理、交联剂用量及PU与P(MMA-BMA)的质量比对PU/P(MMA-BMA)IPN聚合物阻尼性能的影响。实验结果表明,经高温后处理后,以二月桂酸二丁基锡为催化剂、交联剂二乙烯基苯用量(占MMA和BMA的摩尔分数)为1.5%、PU与P(MMA-BMA)的质量比接近1或小于1时,PU/P(MMA-BMA)IPN聚合物具有良好的阻尼性能。

高分子阻尼材料进展

对高分子阻尼材料,尤其对聚氨酯互穿聚合物网络(IPN)阻尼材料和聚丙烯酸酯IPN阻尼材料进行了全面的综述,并对高分子阻尼材料的研究、应用以及发展趋势作了较详细的介绍。

聚酯型聚氨酯阻尼材料的制备与结构性能

以不同结构的聚酯二元醇与2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI-100)、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)为原料设计并制备了一系列具有阻尼特性的聚氨酯(PU)材料。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)对其结构进行了表征;利用动态热机械分析(DMA)研究了不同聚酯二元醇软段结构对PU材料的阻尼性能的影响。结果表明,最大损耗因子(tanδmax)随大分子链上侧甲基含量的增加而增大;而tanδmax值所对应的温度随大分子主链上次甲基含量的增加而降低。当大分子链上侧甲基和次甲基含量分别为17.58%和19.65%时,最大损耗因子和相应的温度达到1.4和36.3℃。

汽车用微孔聚氨酯弹性体的研究

研究了以聚醚多元醇、二异氰酸酯、醇胺交联剂和水制备微孔聚氨酯弹性体的力学性能和压缩负荷性能。结果表明 :随异氰酸酯指数R的提高 ,微孔聚氨酯弹性体的硬度、拉伸强度和冲击弹性增加 ,而伸长率则下降 ;增加异氰酸酯指数和密度 ,微孔弹性体的压缩负荷显著提高 ,压缩变定性能改善。当R为 1 .0 5时 ,呈现出最佳性能。