有机极性小分子/ACM复合体系氢键结构和阻尼性能分子动力学模拟

采用分子动力学模拟对受阻酚AO-70/丙烯酸酯橡胶(ACM)和受阻胺GW-622/ACM体系的氢键结构和阻尼性能进行研究.AO-70与ACM的溶解度参数更接近,AO-70/ACM体系更稳定,其相容性优于GW-622/ACM体系.径向分布函数和氢键分析表明有机极性小分子/ACM复合体系中均存在分子间和分子内氢键,随AO-...     

丁腈橡胶/受阻酚AO-2246/绢云母粉共混物的动态力学性能

首先制备丁腈橡胶(NBR)/2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(AO-2246)共混物,然后添加不同含量的绢云母粉,获得了不同阻尼性能的复合材料。采用动态力学分析、红外光谱以及扫描电镜等手段研究了绢云母粉加入后的改善阻尼性能的机理。研究结果表明,绢云母粉的加入,不仅提高了NBR/AO-2246共混物的损耗角正切值(tanδ),而且储能模量(E')和损耗模量(E″)均得到提高。通过红外光谱分析可知,分子间氢键效应不是导致NBR/AO-2246/绢云母共混物高阻尼性能的原因。结合扫描电镜分析表明,高阻尼性能是无定形态小分子AO-2246具有高阻尼性能和绢云母与NBR基体间摩擦耗散能量共同作用的结果。储能模量的增大是绢云母粉特殊的高厚径比层状结构引起的补强效应所致。     

受阻酚AO-60/丁腈橡胶复合材料的结构与动态力学性能

在丁腈橡胶(NBR)中添加受阻酚AO-60制备受阻酚/丁腈橡胶复合材料。利用DSC、SEM、动态力学分析仪(DMA)等测试手段对该复合材料的结构进行了表征,并研究了其动态力学性能。结果表明:AO-60在不同的NBR基体中的分散情况不同。在丙烯腈质量分数为35%的NBR基体(N230S)中,AO-60形成了精细的分散结构,且与NBR大分子之间形成了强烈的分子间作用力,两相相容性好。与纯NBR基体相比,AO-60/NBR复合材料的玻璃化转变温度(Tg)随着AO-60含量的增加逐渐升高,损耗因子(tanδ)逐渐增大,阻尼性能提高。同时,AO-60/N230S复合材料表现出更好的阻尼性能。     

受阻酚/丁腈橡胶复合材料的结构与性能

在丁腈橡胶中添加受阻酚AO-60制备受阻酚/丁腈橡胶复合材料。利用差示扫描量热(DSC)、 扫描电镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)、 动态力学分析(DMTA)等测试手段对该复合材料的结构进行了表征, 并对其动态力学性能进行了研究。结果表明: 该复合材料中受阻酚AO-60的结晶性能发生变化, 由结晶态转变为无定形态。AO-60在丁腈橡胶基体中形成了富集区, 在AO-60分子间和AO-60与NBR分子之间形成了大量的氢键。该复合材料不仅存在丁腈橡胶的玻璃化转变, 还有两次异常的松弛过程, 这归因于体系中分子间氢键的解离。该复合材料具有很高的损耗性能, 有很好的阻尼材料应用前景。      

丁腈橡胶/酚醛树脂/受阻酚AO60共混阻尼橡胶贮存稳定性研究

在丁腈橡胶(NBR)中添加酚醛(PR)和受阻酚AO60,制备NBR/PR/AO60共混橡胶。采用DSC,FTIR,扫描电子显微镜和黏弹谱仪等方法表征NBR/PR/AO60共混橡胶的结构,并详细研究其阻尼机理。结果表明:在共混橡胶结构中,除NBR的硫化交联网络外,还包含NBR/AO60的超分子氢键网络、NBR/PR的络合作用、AO60与PR分子间作用、AO60分子聚集体(富相区)以及在AO60相中的NBR分子等多种微观作用形式。多种的分子作用形式,造成了硫化胶的分子间内摩擦增大,提高了阻尼性能。但随着贮存时间的延长,硫化胶的tanδ-温度曲线由双峰特征变为三峰特征,AO60分子逐渐聚集、结晶,形成大的结晶聚集体,造成硫化橡胶阻尼性能的不稳定。     

丁腈橡胶/酚醛树脂/受阻酚A060共混阻尼橡胶贮存稳定性研究

在丁腈橡胶(NBR)中添加酚醛(PR)和受阻酚A060,制备NBR/PR/A060共混橡胶.采用DSC,FTIR,扫描电子显微镜和黏弹谱仪等方法表征NBR/PR/A060共混橡胶的结构,并详细研究其阻尼机理.结果表明:在共混橡胶结构中,除NBR的硫化交联网络外,还包含NBR/A060的超分子氢键网络、NBR/PR的络合作用、A060与PR分子间作用、A060分子聚集体(富相区)以及在A060相中的NBR分子等多种微观作用形式.多种的分子作用形式,造成了硫化胶的分子间内摩擦增大,提高了阻尼性能.但随着贮存时间的延长,硫化胶的tanB-温度曲线由双峰特征变为三峰特征,A060分子逐渐聚集、结晶,形成大的结晶聚集体,造成硫化橡胶阻尼性能的不稳定.     

受阻酚AO-80/NBR/PVC交联复合材料的结构与动态力学性能

在丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)共混基体中添加了受阻酚AO-80, 制备了AO-80/NBR/PVC交联复合材料, 并研究了其微观结构和动态力学性能。扫描电镜、 透射电镜的结果证明, 大部分AO-80溶解在NBR/PVC基体中, 少量的AO-80以亚微米尺寸的微粒分散于基体中; X射线衍射、 差示扫描量热分析(DSC)结果证明, AO-80在基体中处于非晶态。DSC、 动态热机械分析的结果表明, AO-80与基体之间形成了很强的分子间作用力, 使材料的玻璃化温度大幅度上升。同时, AO-80/NBR/PVC交联复合材料的损耗因子tanδ-温度T曲线只有一个单峰, 与纯的NBR/PVC交联橡胶相比, 随着AO-80用量增加, tanδ峰明显向高温移动, 并且峰值由0.96增加到1.56。AO-80/NBR/PVC交联复合材料呈现明显的拉伸取向, 具备优异的力学强度, 具有很好的实用价值。      

受阻酚AO-60/丁腈橡胶-环氧化天然橡胶-天然橡胶复合材料的制备及其阻尼性能

选用受阻酚AO-60/丁腈橡胶（NBR）（质量比40:100）作为阻尼相,环氧化天然橡胶（ENR）作为相容剂,制备了AO-60/NBR-ENR-天然橡胶（NR）复合材料。研究发现,复合材料的微观结构呈"海岛结构",当质量比NR/NBR为60:40和50:50时,体系中出现双连续相结构。复合材料呈现两个玻璃化转变温度,分别出现在-60℃附近和-10℃附近;随着AO-60/NBR质量比的增加,在-20~40℃温度范围内复合材料的有效阻尼温域从0℃拓宽到35.9℃,且损耗因子随应变增大有小幅提升。复合材料在低应变下呈现低应力,表现出高柔性,同时其在较高应变下存在应力突变点,表现出较高的拉伸强度和扯断伸长率。      

CIIR/AO-2246/PF复合材料的结构与阻尼性能研究

氯化丁基橡胶(CIIR)基体中添加了受阻酚AO-2246和酚醛树脂(PF),制备了CIIR/AO-2246/PF交联复合材料,并研究了其阻尼性能、力学性能和微观结构。结果表明:CIIR/AO-2246/PF交联复合材料的损耗因子-温度(tanδ-T)曲线只有一个单峰,是热力学相容体系,与纯的CIIR或CIIR/AO-2246交联体系橡胶相比,其tanδ峰明显向高温移动,最大损耗因子值及其对应温度都得到大幅度提高,且峰值增加到1.80左右,有效阻尼温域范围90℃以上。同时,AO-2246和PF的加入可以兼具提高CIIR基体材料力学性能,具有很好的实用价值。扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和傅里叶红外光谱(FTIR)的分析结果证明,AO-2246以无定形状态分散在CIIR/PF基体中,且AO-2246与基体CIIR之间形成了很强的分子间作用力,使材料的玻璃化温度大幅度上升。     

氢化羧基丁腈橡胶/AO-2246复合材料阻尼性能研究

以氢化羧基丁腈橡胶(HXNBR)为基体,加入极性有机小分子2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(AO-2246)进行改性,制取了HXNBR/AO-2246复合材料,对其阻尼性能进行研究。结果表明,AO-2246质量分数在40%以内时,随其用量的增加HXNBR/AO-2246复合材料阻尼性能逐渐提高,在40%时状态最佳,此时损耗因子(tanδ)峰值为2.21,对应玻璃化转变温度(T_g)为24.9℃,tanδ>0.3的有效阻尼温域为32.6℃。HXNBR/AO-2246复合材料阻尼性能的提高是基于HXNBR中氰基(—CN)和羧基中的C=O与AO-2246中的羟基(—OH)形成了氢键网络作用,以及AO-2246较大侧基所带来的位阻效应。同时,随着AO-2246用量逐渐增加,小分子达到饱和并开始自聚结晶,材料出现两相结构,在AO-2246质量分数为50%时,过多的小分子使得材料阻尼性能下降,但对应Tg继续往高温方向移动。     

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。      

片状石墨粉/受阻酚小分子-丁腈橡胶共混物动态力学性能

以丁腈橡胶(NBR)为基体,添加受阻酚小分子2,2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(AO-2246)构成杂化体系,在体系中添加片状石墨粉(FGP),研究其对共混物动态力学性能的影响,借助DMA、FTIR和SEM等手段,研究了FGP/AO-2246-NBR共混物的动态力学性能。结果表明:将FGP加入AO-2246-NBR共混物中后,损耗角正切值、动态储能模量及损耗模量均随着FGP含量的增加先增加后减小,当FGP含量达到临界值(质量分数10%左右)时,其动态力学性能损耗角切值、动态储能模量及损耗模量才表现出较好的性能。通过红外光谱分析发现,三元共混物的氢键效应不是决定动态力学性能的关键因素,这与FGP本身的特性及形成的微观结构有关。微观形貌的形成是FGP与AO-2246-NBR共混物间相互作用的结果。     

受阻酚/羧基丁腈橡胶复合材料的结构及动态力学性能

将羧基丁腈橡胶(XNBR)和受阻酚2,2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚) (AO-2246)混合制备出挤压和未挤压AO-2246/XNBR复合材料,并对其结构及动态力学性能进行了研究。研究结果表明,AO-2246在XN2BR基体中的分散状态对体系的动态力学性能影响较大。在未挤压样品中,大部分AO-2246分子以晶体颗粒的形式存在,体系的损耗因子(tanδ)比纯XNBR基体低;而在挤压样品中,由于热压淬火过程中两组分发生杂化,体系的tanδ值明显增大,体系的阻尼性能显著提高。差示扫描量热(DSC)分析和扫描电镜(SEM)观察表明,当AO-2246质量分数高于40%后,杂化体系中AO-2246以3 种形态存在：杂化形态、微相分离态以及结晶态,它们共同对体系的动态力学性能产生影响。AO-2246质量分数为50%的杂化体系的tanδ峰峰值高达3.5,同时该峰位置由低温区向高温方向移动至室温附近,从而使AO-2246/XNBR复合材料成为一种极具潜力的高性能阻尼材料。     

高性能氯化丁基橡胶复合阻尼材料的制备技术及力学阻尼性能研究

采用机械共混改性方法制备了高性能氯化丁基橡胶(CIIR)/四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(AO-60)/酚醛树脂(PF)复合减振材料。研究了硫化体系、混炼温度和酚醛树脂用量等对复合减振材料力学阻尼性能的影响。结果表明:在CIIR/AO-60复合材料体系中,采用氧化锌硫化体系制备的减振材料的力学阻尼性能较佳;在混炼条件110℃×30min下制备的复合减振材料的综合阻尼性能和相态结构分布都优于常温下制得的阻尼材料;在CIIR/AO-60材料体系中,随着PF用量的增加,复合减振材料的力学性能、贮能模量和损耗模量都得到提高,复合减振材料的动态力学性能曲线向高温方向移动,材料体系的最大损耗因子值有一定的降低;当PF用量为5份时,所制备的高性能氯化丁基橡胶复合减振材料具有更好的综合力学阻尼性能。     

受阻酚封端聚氨酯阻尼材料的结构与性能

分别设计合成了受阻酚AO-80和AO-2246封端聚氨酯预聚物,并经固化制得聚氨酯阻尼材料。采用傅里叶变换红外光谱、差示扫描热分析、扫描电镜表征了该材料的微观结构,并研究了受阻酚含量、受阻酚种类和聚醚相对分子质量对阻尼材料动态力学性能的影响。动态力学测试结果表明,所制得试样组分相容性较好,随着受阻酚用量的增加,最大阻尼因子增大,玻璃化温度升高,阻尼温域变宽;同质量比时,AO-2246封端所制得试样最大阻尼因子和损耗峰面积均高于AO-80体系;随着聚醚相对分子质量增加,试样的最大阻尼值增大,玻璃化温度降低,相容性变好。     

丁腈橡胶/酚醛树脂/受阻酚AO60三元阻尼橡胶的结构与性能

在丁腈橡胶(NBR)中添加酚醛(PR)和受阻酚AO60,制备NBR/PR/A060三元共混橡胶.采用扫描电子显微镜表征了NBR/PR/AO60三元共混橡胶的结构,并研究了其阻尼性能和力学性能.结果表明,在共混橡胶体系中添加少量的AO60,可保持较好的相容性,提高其力学性能;但添加质量超过30份,则导致宏观的相分离和AO60的自聚,力学性能降低.在动态力学性能的温度谱中均呈现双峰特征.与NBR/PR硫化橡胶相比,添加了AO60的共混橡胶具有更大的阻尼耗散能量和更宽的温域,是一种具有应用前景的高阻尼材料.     

功能小分子对饱和橡胶/丙烯酸酯橡胶共混物阻尼性能的影响

研究了功能小分子对饱和橡胶/丙烯酸酯橡胶共混材料阻尼性能的影响,结果表明,受阻酚类功能小分子AO-80与1035FF并用可进一步提高饱和橡胶/丙烯酸酯橡胶共混材料的阻尼性能.功能小分子的损耗因子峰值温度对掺杂体系稳定性有重要影响,其峰值温度低于使用温度的掺杂体系具有稳定的阻尼性能.     

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。     

极小粒子增强聚氨酯阻尼性能的影响因素分析

与纳米粒子相比,极小粒子价格低廉且性能稳定,是增大聚氨酯材料的阻尼耗能能力并拓宽有效温域范围的有效手段.本实验选取玻璃纤维、石墨烯、T-ZnOw和AO-80四种极小粒子,根据"四因素、三水平"正交表分别对各配方制成的聚氨酯试样进行力学性能试验,以研究极小粒子对聚氨酯材料阻尼性能的影响效果.试验结果表明,玻璃纤维和AO-80对聚氨酯材料的损耗因子峰值及大阻尼温域范围的拓宽均具有显著的提升效果;石墨烯以极低的含量提高了聚氨酯材料的损耗因子峰值;T-ZnOw可提高聚氨酯材料的TA值,并拓宽其大阻尼温域,但随T-ZnOw含量的增大,阻尼性能指标均降低.此外,通过极差分析确定了聚氨酯材料设计优化方案:100份基体材料中加入12份玻璃纤维、0.3份T-ZnOw、0.3份石墨烯以及18份AO-80.     

加工工艺对CPE/AO2246阻尼性能与形态结构的影响

利用氯化聚乙烯(CPE)与有机小分子2,2亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(AO2246)采用不同工艺制备了有机杂化阻尼材料,通过动态力学分析(DMA)、差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)考察了材料的动态力学性能和微观结构。研究结果表明,AO2246在基体CPE中的分散状态对体系的阻尼性能影响较大。在未经热压的CPE/AO2246体系中,AO2246以三维谷粒结晶存在,造成体系的损耗因子(tanδ)比基体的还要低;而经过热压工艺的CPE/AO2246体系,AO2246与CPE产生了有机杂化,使体系的tanδ峰值获得较大的提高,同时玻璃化温度向高温方向移动,改善了体系的阻尼特性。红外光谱图表明,高温热压工艺的AO2246分子间产生了氢键作用的新的吸收峰,从而进一步提高了体系的阻尼性能。