微穿孔板-聚合物层状结构材料的制备和吸声性能

以微穿孔板(MPP)、聚氨酯泡沫(PU)、丁腈橡胶(NBR)和空腔(AG)为原料,根据不同的结构顺序分别制备出MPP-AG共振结构、MPP-PUFM层状结构、MPP-AG-NBR-PUFM多层结构材料和NBR-PUFM-MPP-AG多层结构材料,研究了MMP穿孔率、PUFM厚度、泡沫层孔径、泡沫厚度和结构交替顺序对复合材料吸声性能的影响。结果表明：在频率较低的条件下MPP穿孔率越低或在较高频率条件下MPP穿孔率越高,层状结构材料的吸声系数越高;随着PUFM厚度的增大层状结构材料的共振峰值频率向低频方向移动。与MPP-PUFM层状结构材料相比,MPP-AG-NBR-PUFM在500~1600Hz频率范围的平均吸声系数由0.58提高到0.66;NBR-PUFM-MPP-AG多层结构材料具有优异的中低频吸声性能,频率为400 Hz时最大吸声系数达到0.94,频率为2700 Hz时吸声系数达到0.85。     

高密度聚乙烯与橡胶共混物的研究：ⅡHDPE／NBR共混物

用不同AN含量的两种NBR与HDPE共混,研究了共混物的结晶行为和相结构,并与HDPE/SBR共混物进行了比较,讨论了橡胶与HDPE的相容性及其与共混物的结构和性能的关系。结果表明,所有这些橡胶均有较好的改性效果。虽然AN含量高的NBR与HDPE相容性较差,但由于在熔融共混过程中NBR链被强制分散在HDPE相中,冷却时来不及在HDPE结晶前全部扩散出来。这样,部分链段仍被HDPE晶区夹持,从而使NBR起连接分子的作用,提高了HDPE的断裂伸长率和耐环境应力开裂等性能。     

开环式聚降冰片烯共混黏弹性阻尼材料的动态阻尼力学热分析

采用开环式聚降冰片烯(NSX),分别制备了聚降冰片烯-丁腈橡胶(NBR)混合物和聚降冰片烯-松焦油-丁腈橡胶混合物,通过动态力学测试手段重点分析了聚降冰片烯对丁腈橡胶和松焦油-丁腈橡胶共混物的动态阻尼力学特性的影响。研究发现,在特定频率(1.5Hz)和一定温度范围之内(-20~50℃),聚降冰片烯会使NBR的阻尼性能得到大幅提升,随着聚降冰片烯掺入量的持续增加,阻尼性能随之减小,呈抛物线型增减趋势;松焦油的添加限制了聚降冰片烯对丁腈橡胶的改性功能。所有工况下的Tg值都得到了向高温移动的效果,扩大了材料在建筑结构的应用空间,某些工况会提高共混物的损耗因子峰值,但效果有限。对此次试验的丁腈橡胶来讲,m(NBR)/m(NSX)(70/30)为最佳组分比。     

局域共振型空腔覆盖层的低频吸声机理及调控规律研究

声学覆盖层的低频吸声特性对潜艇声隐身性能具有重要影响。综合考虑空腔型覆盖层结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能，建立局域共振型空腔覆盖层的有限元模型，研究复合结构在10 Hz～2 000 Hz频段内的吸声特性，并采用局域共振理论和模态分析揭示复合结构的吸声机理，进一步得到复合结构低频吸声性能的调控规律。研究结果表明：(1)在10 Hz～2 000 Hz频率范围内，相比空腔型覆盖层，复合结构的平均吸声系数提高到0.497；(2)复合结构的低频吸声机理为：通过下半部分空腔变形实现纵波向横波的转化，通过局域共振结构的反共振消耗声能，二者共同作用，提高吸声系数；(3)耦合产生的吸声峰峰值主要随覆盖层损耗因子的增大而增大，峰值频率主要随薄膜面积的增大而向高频移动。研究结果可为声学覆盖层的低频吸声特性设计提供理论指导。     

丁腈橡胶/顺丁橡胶-接枝马来酸酐共混物的制备与性能

以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,在双辊开炼机上采用马来酸酐(MAH)单体对顺丁橡胶(BR)进行接枝改性,通过红外光谱对其结构进行了表征;采用化学滴定法测定了反应产物中MAH的接枝率。接枝后的BR与丁腈橡胶(NBR)共混,制备了NBR/BR-g-MAH共混物,对共混物的力学性能、耐低温性能、热老化性能和耐油性能进行了测试和分析。结果表明,BR进行MAH接枝后,提高了NBR/BR-g-MAH共混物力学性能,提高了NBR低温性能,随着BR用量的增加,共混物料低温性能提高,但耐油性能下降,兼顾耐油性能和耐低温性能的最佳条件为m(NBR)∶m(BR-g-MAH)=85∶15。     

工程用高性能溴化丁基/丁腈基阻尼材料的制备与性能

选择了溴化丁基橡胶(BIIR)与丁腈橡胶(NBR)共混改性来制备一种宏观均相、微观相分离的共混阻尼材料.制备出了在全部共混比范围内,力学性能均满足工程应用(拉伸强度≥12 M Pa,断裂伸长率≥500％)的橡胶阻尼材料,其中当BIIR/NBR共混比为80/20时,有效阻尼温域为-50到60℃.同时,在上述力学性能的约束下,研究了交联反应程度以及C5石油树脂的用量对阻尼因子的影响.随着硫磺用量从0.1份增加至3份,NBR富集相阻尼因子峰值对应的温度从10℃逐渐升高到60℃;在拉伸强度基本不变条件下,C5石油树脂能够拓宽有效阻尼(tanδ≥0.3)温域≥80℃.     

磁性聚氨酯泡沫的微观形貌及低频吸声性能

针对传统聚氨酯泡沫吸收低频噪声效果较差的问题,采用一步全水发泡法制备添加磁性颗粒（羰基铁粉（CIP））的聚氨酯泡沫。搭建磁性聚氨酯泡沫（MPF）的吸声实验平台,从宏观和微观的角度研究聚醚多元醇与异氰酸酯的配比及CIP对MPF吸声性能的影响。通过SEM观测MPF的微观形貌,采用统计学方法对泡孔尺寸进行分析,并利用阻抗管和传递函数法对64~1 600 Hz范围内MPF的吸声性能进行测试。实验结果表明,CIP的加入,使MPF平均孔径减小,孔径对数分布标准差增加,开孔率和低频吸声性能得到提高,特别是低于500 Hz部分;当聚醚多元醇与异氰酸酯比例为100：60、CIP含量为5wt%时,MPF的低频吸声性能最优,其64~500 Hz范围内的平均吸声系数达到0.22。     

轮胎中低频噪声的降噪结构设计及性能分析

针对轮胎中低频（500～2000 Hz）噪声的吸收问题，设计了一种组合吸声结构，该结构由多孔材料和卷绕空腔结构组成。结合多孔材料和卷绕空腔的吸声原理，建立了组合式吸声结构的理论分析模型，推导了模型吸声系数表达式；利用有限元分析法，分析了组合式吸声结构在中低频频段内的吸声性能。结果表明，组合吸声结构在500～2000 Hz频段内吸声性能良好，在1092 Hz频率附近出现吸声峰值，接近完美吸声。相较于单一的多孔材料，该组合式吸声结构的吸声性能有了较大的提升；通过改变组合式吸声结构中多孔材料体积占比，研究了吸声性能的变化规律，通过绘制反射系数的复频率平面分布情况，并结合声阻抗匹配条件分析了结构的吸声机理；在阻抗管中对该组合式吸声结构进行吸声测试，验证了理论解析模型和有限元模型的正确性。将组合吸声结构与毛毡轮罩材料叠加，研究了叠加后的吸声性能，并提出了进一步提升吸声性能的措施。该组合吸声结构的吸声峰值频率可根据多孔材料体积占比调控，且总体厚度小，在轮胎中低频噪声控制中具有一定的效果。     

氧化石墨烯对阻尼丁腈橡胶抗老化性能的影响

以丁腈橡胶(NBR)为基体,添加由改进Hammer法制备的氧化石墨烯(GO)和经过表面改性过的氧化石墨烯(MGO),制备出有着较高阻尼性能的阻尼材料,借助DMA,AFM,SEM等手段,研究NBR/GO与NBR/MGO共混物的阻尼与抗老化性能,研究结果表明,加入GO与MGO于NBR中后,损耗角正切值(tanδ)增大,且其抗老化性能也有所改善,添加较少量GO于基体中时,其抗老化性能较好,添加MGO于基体中时,添加量与共混物的抗老化性能关系不明显,说明GO和MGO的分散性对其抗老化性能有正相关性。通过微观分析发现,团聚是共混物抗老化性能下降的主要原因,而添加GO和MGO后所形成的界面效应则是其阻尼性能和抗老化性能优良的主要原因。     

用于变频噪声吸收的压电声学超材料

提出基于压电声学超材料的吸声单元结构和电路，通过调节压电并联负阻抗电路实现吸声频率移动。吸声结构由质量块、压电层合板和刚性背板组成，压电并联电路包含负电容和负电阻电路。通过建立包含吸声结构声阻抗和电路阻抗的吸声系数分析模型，获得吸声频率与负电容的关系函数，并通过模型的稳定性分析确定吸声频率可调范围。单元样件的数值仿真和声管实验表明，负电容电路可将样件单元的吸声频率从1 130 Hz移动到910 Hz，负电阻电路可以补偿吸声系数到0.9以上。仿真与实验结果在可调频率范围内基本一致。     

高分子吸声材料吸声性能与粘弹性之间的关系

高分子吸声材料的声学性能与分子链段运动密切相关,研究高分子吸声材料的链段运动规律对制备性能优异的吸声材料有重要意义。文中选择了常压和高压下吸声特性具有显著变化的硅橡胶（PSO-G）材料和聚氨酯（PU-G）材料,用准静态力学测试了两种材料在不同压力条件下的滞后曲线,计算了不同压力下二者的压缩模量和滞后环面积的相对值。分析...     

中隔板对片式阻性消声器的影响分析

片式阻性消声器的消声能力决定于消声片的吸声系数,消声片内的中隔板对吸声系数影响的详细分析对消声器的设计和应用具有重要意义。应用传递矩阵法并结合声波在吸声材料中的传播理论,建立了片式阻性消声器内多层消声片的吸声系数计算模型,计算了消声器内不同消声通道的吸声系数,通过对比分析不同消声通道的吸声系数,讨论了中隔板对片式阻性消声器消声能力的影响。以实际消声器为例,通过计算吸声系数和实际的插入损失测试,对比两种结果,显示两者在随频率变化的趋势上吻合良好,验证了消声片内设置中隔板对消声器消声效果在不同频段具有不同的影响,在低频和较高频率范围内,中隔板具有积极作用,而对于中频段,中隔板具有消极作用。     

Effect of grafting cellulose acetate and methylmethacrylate as compatibilizer onto NBR/SBR blends

Compatibilizer is used for improving of processability, interfacial interaction and mechanical properties of polymer blends. In this study acrylonitrile butadiene rubber (NBR) and styrene-butadiene rubber (SBR) blends were compatibilized by a graft copolymer of acrylonitrile butadiene rubber (NBR) grafted with cellulose acetate (CA) i.e. (NBR-g-CA) and acrylonitrile butadiene rubber (NBR) grafted with methylmethacrylate i.e. (NBR-g-MMA). Compatibilizers were prepared by gamma radiation induced grafting of NBR with cellulose acetate (CA) and methylmethacrylate (MMA) were added with different ratios to NBR/SBR (50/50) blend. The compatibilized blends were evaluated by rheometric characteristics, physico-mechanical properties, swelling behavior, scanning electron microscope (SEM) and thermal analysis. The results showed that, the blends with graft copolymer effect greatly on the rheological characteristics [optimum cure time (Tc₉₀), scorch time (Ts₂), and the cure rate index (CRI)]. The physico-mechanical properties of the investigated blends were enhanced by the incorporation of these graft copolymers, while the resistance to swelling in toluene became higher. SEM photographs confirm that, these compatibilizers improve the interfacial adhesion between NBR/SBR (50/50) blend which induce compatibilization in the immiscible blends. The efficiency of the compatibilizer was also evaluated by studying the thermogravimetric analysis.     

高静水压下障板样品声特性的计算与测量

为研制一种在声呐水下声系统中起到屏蔽噪声、提高声基阵空间增益作用的耐压、低频、宽带声障板,设计了声管样品,根据分层介质中的声传播理论,利用多层均匀结构的传递矩阵法计算了它在空气和水介质背衬下的声压反射系数和透射系数,在不同的背衬情况下具有明显不同的声学特性。制备了直径206mm的样品,利用杭州应用声学研究所水声驻波管和行波管测量系统测量了频率范围100Hz～4kHz、静水压范围从常压到2MPa的声学性能,测量结果和理论计算值基本吻合,声障板样品在静水压状态下具有一定的低频、宽带反声特性。     

用红外光谱法研究橡胶/炭黑的界面相互作用

用红外光谱法(FI-IR)研究了橡胶微观结构、炭黑表面基团对橡胶/炭黑的界面相互作用的影响。研究表明,炭黑加入后各分子基团的振动均发生红移。炭黑与富电子的分子链相互作用大,即天然橡胶(NR)>丁基橡胶(BR)>丁苯橡胶(SBR)>丁腈橡胶(NBR);对侧基的影响小于对主链的影响。极性基团丙烯腈含量(ACN)增加,除ν(C≡N)外碳链上的其它基团均发生蓝移,且支链上双键基团所受影响最大。炭黑加入后,减弱了ACN含量增加对链段间作用力的影响,随ACN含量增加各基团蓝移较纯胶的小。门尼黏度仅影响δCH2的振动峰位。     

消声瓦声学性能计算方法研究

首先建立均匀圆柱腔中弹性波的计算模型,然后利用该模型建立复合过渡型声腔结构消声瓦吸声性能计算的理论模型,并应用这一理论模型计算分析现有声腔结构消声瓦及几种变形的声腔结构声腔结构形式的消声瓦的吸声性能,讨论材料环境温度和材料参数变化对吸声性能的影响,最后总结消声瓦声腔结构和不同材料参数对吸声性能影响的基本规律.     

环氧树脂基轻质芯材夹层复合吸声结构的水声性能

用玻璃纤维、乙烯基树脂、环氧树脂和空心玻璃微珠等为原料合成了环氧树脂基轻质夹层复合吸声结构(EPS),在脉冲声管和消声水池中测试了EPS试件的反射系数和吸声系数,测试结果表明,EPS的水声性能受到芯材基体比例、聚醚胺固化剂含量及分层比例等工艺参数的影响,通过合理控制这些参数,可以使芯材相对密度0.8±0.05、厚度25...     

空心玻璃微珠/硅橡胶基柔性浮力材料的制备与性能研究

以牌号为HGS8000X的空心玻璃微珠(HGM)为填料,以液体硅橡胶(SR)为基体,采用真空辅助浇铸法和模压法制备柔性浮力材料,并研究空心玻璃微珠体积分数对柔性浮力材料的密度、拉伸性能、硬度和吸水率的影响。结果表明,所制备的柔性浮力材料的密度为0.6~0.8 g/cm3,在40 MPa水静压下2 h吸水率最大不超过0.25%,是良好的深海用柔性浮力材料;随着空心玻璃微珠添加量的增加,柔性浮力材料的密度降低,吸水率增加,弹性降低,硬度提高。     

滑动接枝共聚物/丁腈橡胶复合材料及其阻尼性能

将丁腈橡胶(NBR)与预硫化滑动接枝共聚物(SGC)混合制备SGC/NBR复合材料,并采用DSC、橡胶加工分析仪(RPA)、TEM和FTIR等研究了预硫化温度对复合材料内部结构及动态力学性能的影响。结果表明:SGC作为分散相在NBR基体中形成了海岛结构,且与NBR大分子之间形成了分子间氢键,使两相相容性较好并形成了明显的界面作用区。界面作用区的存在使SGC/NBR复合材料的玻璃化转变温度与纯NBR基体相比升高,同时使复合材料的拉伸强度和拉断伸长率等力学性能显著增强,并出现了明显的拉伸取向。由于SGC与NBR之间分子链的扩散以及氢键作用,使分子链σ单键的内旋转受阻,旋转时需要消耗能量以克服所受的阻力,造成SGC/NBR复合材料的损耗因子明显增加,其中预硫化温度为160℃时阻尼效果最好。SGC/NBR复合材料在建筑桥梁振动频率应变变形范围内表现出优异的损耗性能,可应用于高阻尼隔震支座。