丁腈/高苯乙烯橡胶水声材料吸声性能研究

测试不同共混比丁腈/高苯乙烯橡胶吸声材料的硫化特性、物理机械性能及动态黏弹性能,以相同空气腔平板吸声结构制备吸声样品并测试不同压力条件下其在0.2 kHz至10 kHz的吸声性能,重点探讨材料模量、损耗因子、分子链段运动对吸声材料吸声性能的影响。结果表明并用高模量的高苯乙烯橡胶并不能有效改善丁腈橡胶吸声材料在高压下的吸声性能,但少量并用可有效改善其注射硫化工艺性能。     

溶聚丁苯橡胶玻璃化转变温度的主要影响因素研究

采用活性阴离子聚合方法和分子结构设计技术制备出具有不同分子结构参数的溶聚丁苯橡胶(SSBR)。研究了SSBR的结合苯乙烯含量、1,2-聚丁二烯含量、分子量、分子量分布(聚合物分散性指数PDI)以及嵌段结构等对SSBR生胶玻璃化转变温度的影响。结果表明,结合苯乙烯含量、1,2-聚丁二烯含量和嵌段结构是溶聚丁苯橡胶玻璃化转变温度的主要影响因素,对阻尼性能有着显著影响。     

高乙烯基丁苯橡胶的合成及其阻尼性能的研究EI北大核心

用自制的乙氧基乙基吗啉(EOEM)作为结构调节剂,正丁基锂作为引发剂,制备了高乙烯基含量的溶聚丁苯橡胶(SSBR)。用气相色谱(GC)、核磁共振仪(1H-NMR)、动态粘弹谱仪(DMA)等分别测定了聚合时单体转化率、共聚物的微观结构以及产品的力学性能和阻尼因子tanδ。结果表明改变调节剂的用量以及反应温度,SSBR分子链段中的乙烯基含量可达73%,苯乙烯嵌段的含量为30%~50%,tanδ可高达0.9,样品具有良好的力学性能和阻尼性能。     

树脂与溶聚丁苯橡胶的相容性及对硫化胶性能的影响

文中研究了α-甲基苯乙烯树脂CSR6200与3种不同溶聚丁苯橡胶(SSBR1,SSBR2和SSBR3)的相容性及对硫化胶性能的影响。结果表明,α-甲基苯乙烯树脂使SSBR1产生更大的玻璃化转变温度(T_g)偏移,且T_g测试值与Fox方程计算值的差值最小,即SSBR1与树脂CSR6200有更好的相容性。加入树脂后,3种SSBR的门尼黏度下降,加工性能均得到提高;硫化胶的高温(70℃)和常温(25℃)回弹的差值变大,轮胎胎面胶的抗湿滑性和滚动阻力之间的矛盾得到了改善,且SSBR1的改善程度最高。     

SSBR分子结构对硫化胶阻尼性能的影响

研究了溶聚丁苯橡胶(SSBR)的苯乙烯含量、1,2-聚丁二烯含量对硫化胶的硫化特性、力学性能以及阻尼性能的影响。结果表明,1,2-聚丁二烯含量增加,正硫时间t_(90)增大、最大扭矩M_H减小,结合苯乙烯含量增加,t_(90)减小、M_H也减小;生胶的化学结构和交联密度都会对硫化胶的力学性能产生显著影响;分子结构差异大的两种生胶并用,能够有效拓宽硫化胶的阻尼温域,当25%与50%两种苯乙烯含量的丁苯橡胶共混质量比为8∶2时,阻尼效果最佳,tabδ≥0.3时温域超过37℃。     

橡胶微观结构因素对声障板吸声性能的影响

选择丁苯橡胶(SBR)和丙烯腈(CN)含量为36%~41%的丁腈橡胶(NBR),分别与氯化丁基橡胶(CIIR)共混,研究了SBR和NBR两种橡胶由于微观结构不同对声障板吸声性能的影响。由于微观结构的差异,SBR与NBR相比,其与丁基橡胶的共混(并用)胶料在0.5~3 MPa静水压力和3.5~7 k Hz频率范围条件下,吸声性能对静水压力的敏感性较低,且在试验的整个静水压力范围和频率范围尤其在1.5~3.5 k Hz频段具有更高的吸声性能。     

轻质多孔陶瓷的制备及吸声性能研究

通过模压法成功制备轻质多孔陶瓷吸声材料, 采用JTZB吸声系数测试系统研究造孔剂粒径、含量以及样品厚度对多孔陶瓷材料吸声性能的影响。结果表明: 造孔剂含量为50vol%时, 大孔径多孔陶瓷吸声性能优于小孔径多孔陶瓷; 随着造孔剂含量的增加, 第一吸收峰从低频向高频移动, 峰值从0.41增加到0.82, 孔隙率过高和过低都不利于提高材料吸声性能; 样品厚度从10 mm增加到30 mm, 第一吸收峰逐渐向着低频方向移动; 造孔剂含量为60vol%, 样品厚度为20 mm时, 样品整体具有优异吸声性能, 并逐层在其背后加入空腔发现, 随着空腔层数的增加, 样品的第一吸收峰从高频向低频移动, 平均吸声系数逐渐增大。     

碳纳米管/橡胶复合材料的界面性能:碳纳米管的比表面积的影响

橡胶大分子和无机纳米填料由于相互作用形成的界面是决定弹性体复合材料性能的重要因素。利用原子力显微镜的峰值力定量纳米力学映射模式(AFM-QNM)建立了碳纳米管/溶聚丁苯橡胶(CNT/SSBR)复合材料的界面纳米力学性能和界面厚度的定量表征方法,研究揭示了CNT的比表面积对CNT/SSBR复合材料的界面纳米力学性能和界面厚度的影响。结果表明,随着CNT的比表面积的增大,CNT/SSBR复合材料的界面纳米力学性能逐渐增强,界面厚度逐渐增大,这是由于CNT表面作用的橡胶大分子不动链数增加。      

聚氨酯弹性体的合成和水下声学性能

用甲苯-2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)、聚醚二醇(PPO)和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)等原料合成了聚氨酯弹性体,在脉冲声管中测试了合成试样的声压反射系数和吸声系数,研究了合成工艺参数对其水下声学性能的影响。测试结果表明,TDI-PPO-MOCA合成型聚氨酯弹性体是一种良好的水下吸声材料,其吸声性能受到固化温度,扩链剂含量等参数的影响。加入填料和改变其结构可以进一步改善聚氨酯弹性体的水下声学性能,因此合理地设计实验工艺参数,可以得到水下声学性能更佳的聚氨酯弹性体。为工业生产提供了理论参考。     

梯度聚氨酯水声吸声性能的研究

研究了梯度聚氨酯在不同温度和压力下的水声吸声性能。制备了由聚氨酯/无机填料组成的梯度聚氨酯,并在声管中测试其水声吸声系数。结果表明:梯度聚氨酯水声吸声性能随温度的变化较大,而随压力变化不大。因此,根据使用环境条件,合理设计梯度聚氨酯能够提高复合结构的水声吸声性能。     

硅烷偶联剂Si69对白炭黑填充溶聚丁苯橡胶性能的影响

研究了硅烷偶联剂Si69含量对于白炭黑填充溶聚丁苯橡胶性能的影响,当Si69含量达到3．5Phr时其综合性能达到最佳。本工作测量了混炼胶的结合胶含量和硫化胶的交联密度的大小;通过对未硫化胶以及硫化胶的弹性模量G’0.56％与G’0.56％～G’100％的分析,可以得知硅烷偶联剂Si69改性的SSBR的Payne效应降低。     

静水压变化下橡胶结构吸声性能的计算与分析

应用有限元方法计算静水压力变化下几种橡胶吸声结构的形变和吸声性能。结果表明，静压变化对复合渐变过渡型空腔的橡胶结构的形状和吸声性能影响最小。在静水压4．5MPa以内，随静压增高，几种典型腔体结构的吸声频带都朝向高频端移动，与实际测试结果变化趋势一致。     

ETE作调节剂高温合成丁二烯/苯乙烯橡胶的反应动力学

以正丁基锂为引发剂、乙基四氢糠基醚(ETE)为调节剂、环己烷为溶剂,采用高温负离子聚合工艺合成了丁二烯(Bd)/苯乙烯(St)橡胶。研究了聚合温度、ETE/Li比和引发剂浓度等因素对聚合反应动力学的影响。结果表明,ETE是溶聚丁苯橡胶(SSER)合成中有效的高温调节剂,在高温下仍然具有很好的活性,能够显著加快共聚合反应速率,调节单体Bd和St的聚合速率,同时对反应动力学参数进行了研究。     

接枝改性白炭黑对溶聚丁苯橡胶裂纹生长行为的影响

白炭黑是一种重要的橡胶填料,通过硅烷偶联剂改性,制备了不同接枝率白炭黑填充的溶聚丁苯橡胶。研究表明,接枝改性后白炭黑在橡胶基体中的分散得到改善,增强效果提升,裂纹生长速率随接枝率显著降低。进一步在动态载荷下对橡胶裂纹尖端进行正面观察其韧带生成、生长以及断裂的情况,发现随接枝率的提高,裂纹尖端韧带分布呈均匀化和细化的趋势。基于开裂形态与断裂面分析揭示了改性白炭黑填充溶聚丁苯橡胶抗裂纹生长能力提高的原因。     

FeCrAl纤维多孔材料梯度结构吸声性能的研究

根据前期对单层FeCrAl纤维多孔材料吸声性能的系统研究,对纤维多孔结构进行了优化设计,梯度结构是以孔隙度递减的方式排列而成.分别对单层和梯度结构的吸声性能进行了测试,结果表明,在常温常声压条件下,3层梯度结构低频吸声性能较单层材料有明显提高,而且能够在一个较宽频率范围内的稳态吸声系数平稳延伸,最大值为1;在常温高声强140dB条件下,该结构仍保持较好的稳态吸声性能,在1600～6400Hz宽频范围内的吸声系数均达到0.9以上;在高温常声压条件下,梯度结构的吸声性能受到温度影响有所下降,且吸声系数不随频率的升高而增加,从而在测试频率范围内出现第一峰值频率.虽然梯度结构的高温吸声性能变差,但是较单层材料的吸声性能要好得多.因此,FeCrAl纤维多孔材料梯度结构是一种适用于多种特殊环境的吸声体.     

白炭黑补强环氧化溶聚丁苯橡胶

为探究环氧化对白炭黑(SiO₂粒子)在溶聚丁苯橡胶(SSBR)基体中分散性的作用,首先,以SSBR和环氧化溶聚丁苯橡胶(ESSBR)为基体,白炭黑为补强填料,分别制备了SiO₂/SSBR、SiO₂/ESSBR混炼胶和硫化胶;然后,采用FTIR、SEM和其他测试方法研究了材料的结构、形貌、硫化特性、耐磨性能、准静态力学性能和动态力学性能。结果表明:随环氧度从0增大到14.73%,生胶的门尼黏度增大。ESSBR分子链中的环氧基团与SiO₂粒子表面的硅羟基反应形成稳定的化学键,抑制SiO₂粒子团聚,促进其均匀分散;当环氧度为6.87%时, SiO₂粒子在ESSBR中的分散性最好。随环氧度增大, SiO₂/ESSBR硫化胶的拉伸强度先增大后减小、耐磨性能先增强后减弱、断裂伸长率降低、100%和300%定伸强度增大、玻璃化转变温度升高、0℃时的损耗因子显著增大、抗湿滑性增强、60℃时的损耗因子略有增加且滚动阻力增大。因此, SSBR硫化胶经环氧化改性后综合性能提高,当其环氧度在6.87%~8.51%范围内时, SiO₂/ESSBR硫化胶的综合性能最优。      

金属橡胶材料特征参数对其吸声性能影响的实验研究

为深入研究金属橡胶材料吸声降噪性能,并为该材料吸声结构设计提供依据,实验研究了金属橡胶材料的吸声特性。分析了金属橡胶材料厚度、孔隙率、金属丝直径和平均孔隙直径等特征参数对吸声性能的影响;推导并验证了金属橡胶材料吸声系数第一共振频率的理论计算公式;研究了具有相同平均孔隙直径金属橡胶材料的吸声特性。结果表明:金属橡胶材料可作为均匀、各向同性的多孔吸声材料进行研究,其吸声性能具有可设计性,并且相同平均孔隙直径的金属橡胶材料具有相同的吸声特性。     

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。     

苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物与废橡胶粉复合改性高黏沥青及混合料性能研究

为了评价高黏改性剂对沥青性能的影响,采用高速剪切法制备了苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青、废橡胶粉改性沥青和两种SBS/橡胶粉复合改性高黏沥青。通过三大指标试验、黏度试验、高温车辙试验和低温小梁弯曲试验,研究了高黏沥青的高低温性能、感温性能及沥青混合料路用性能。结果表明:4种改性沥青的高低温性能随各自改性剂掺量的增加逐渐提高,掺加10%北美岩沥青或2.5%多聚磷酸(PPA)的高黏沥青感温性能更稳定,较大幅度提升了黏度值,高温性能改善明显;掺加2.5%PPA的高黏沥青及其混合料能够更好地抵抗高温条件下的性能衰减,保证了使用效果,更适用于温度较高地区;掺加10%北美岩沥青的高黏沥青及其混合料在低温条件下性能良好,推荐在低温地区使用。