文 献 综 述
摘要：本文通过橡胶开炼机将白炭黑/炭黑与丙烯酸酯橡胶混炼，利用AO-80作为改性剂，制备白炭黑/ACM/AO-80复合材料和炭黑/ACM/AO-80复合材料。通过研究DMA、DSC等曲线，研究白炭黑和炭黑作为补强剂的存在和含量对有机杂化材料的阻尼性能以及力学性能的影响。
关键词：填充体系 复合 橡胶 阻尼 性能
简介
随着现代工业的发展，机械设备体型和功率越来越大，机械设备在运转工作中产生的振动和噪声污染也日趋严重。振动会影响人们的生活和工作状态[1]，同时也会影响机械设备的精度和使用寿命[2]。因此寻求一种优异的减震降噪材料成为当前科研工作者的研究的热点之一。
目前，使用阻尼材料成为解决该问题的主要手段之一。阻尼材料由于具有高阻尼特性，从而可以将受到的机械能转化为自身的内能然后释放出去。由于机械设备不可避免的振动，阻尼材料成为国内外学者研究的重点，广泛应用于建筑、航空、航天等高端领域。橡胶具有良好的弹性和强度，玻璃化转变温度低于室温，常温下呈现高弹态，是最常用作阻尼材料的材料之一[3]。橡胶长链结构在不受外力情况下，分子呈自然蜷曲状态；而当振动等外力作用在橡胶上时，长链结构可以通过链段运动伸长。橡胶应变不可能与应力同步，因此橡胶受到交变应力（振动属于交变应力）时，应变落后于应力，即产生了滞后现象[4]。滞后现象会产生橡胶内摩擦，使橡胶产生热能而散发出去。橡胶受到外力导致分子链构象发生改变和链段运动内摩擦产生热量共同完成吸收外界能量的全过程[5]。在每个周期中，作为热损耗掉的能量与材料最大储存模量的比值通常称为力学内耗，而一般用损耗因子来衡量力学内耗的大小。损耗因子与橡胶的抗震性能成正相关，损耗因子越大，橡胶的阻尼性能越好。研究橡胶的阻尼性能，研究制备高损耗因子的橡胶对抗振减噪有积极作用，这也是本课题想要解决的问题。
用于作为减震材料的橡胶必须具备两个性能：（1）橡胶能够很好的吸收振动。确保振动能够进入橡胶内部而不会被表面反射；（2）是橡胶将振动转化为内能的速度要足够快。这是由于作为机械部件的橡胶材料不可能很厚，必须确保在振动穿过有限厚度橡胶的过程中能被充分吸收。提高橡胶第一个性能的方法有化学和物理两种。化学方法是将橡胶与一定的高致密的填料混合制成高密度橡胶；物理方法是将橡胶制作成一端小一端大的形状，如圆锥形。而提高橡胶的第二个性能就必须提高橡胶的损耗因子。
2000年，吴驰飞[23]首次将受阻酚AO-80（3,9-二{1,1-二甲基-2[beta;-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲苯基)]丙酰氧基乙基}-2,4,8,10-四氧螺环(5,5)-十一烷）添加到氯化聚乙烯（CPE）中，发现AO-80/CPE复合材料具有较好的阻尼性能和形状记忆效应。至此，打开了有机小分子杂化阻尼材料的新篇章。
丙烯酸酯橡胶（ACM）因其分子结构中具有空间位阻和极性较大的酯基，导致其具有较大的内耗，可以作为阻尼材料的基体使用，其力学性能和加工性能均优于氟橡胶和硅橡胶，但其价格不到氟橡胶的1/10，而耐老化和耐油性也由于丁腈橡胶。除此之外，因为ACM本身的高极性，使其与有机小分子AO-80杂化能够获得更高和损耗因子峰值和更宽的阻尼温域。有机小分子杂化可以使橡胶获得优异的阻尼性能，但是在杂化材料阻尼性能达到要求的同时，材料本身的力学性能同时也应该达到相应的要求，加入补强填料是目前解决橡胶力学性能的主要途径，但是无机填料的加入会导致材料的阻尼性能的下降，这就需要我们通过研究得到最佳的填料添加值，以便于制备综合性能较好的阻尼材料。
图1.1 AO-80结构图
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