高性能聚氨酯阻尼材料的研究

第４１卷第９期　２０１１年９月　涂料工业　ＰＡＩＮＴ＆Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　Ｖ０１．４１　Ｎｏ．９　Ｓｅｐ．２０１１　

有机高分子阻尼涂料的研究进展　

关迎东，孙春龙，李海燕，张世珍，王　红，吴文格　（海洋４￣＿ｒ－研究院，山东青岛２６６０７１）　

摘要：介绍了有机高分子阻尼涂料的阻尼机理以及阻尼性能评价的常用方法，如强迫非共振测试、玻璃化转变　温度测试、隔声量测试、复合损耗因子测试等。重点阐述了阻尼涂料用高分子改性方法，包括高聚物的共聚、共混和互　

穿聚合物网络、超支化聚合物等，总结了国内外在阻尼高分子方面的发展状况，指出了现阶段阻尼涂料存在的问题；最　

后介绍了国内外有关噪声限制的几个技术参数，并给出了目前国内机车用阻尼涂料的通用技术标准。　

关键词：阻尼涂料；性能评价；互穿网络；技术标准　中图分类号：ＴＱ　６３７．２　文献标识码：Ａ　文章编号：０２５３—４３１２（２０１１）０９—００７３—０４　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｄａｍｐｉｎｇ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　

Ｇｕａｎ　Ｙｉｎｇｄｏｎｇ，Ｓｕｎ　Ｃｈｕｎｌｏｎｇ，Ｌｉ　Ｈａｉｙａｎ，Ｚｈａｎｇ　Ｓｈｉｚｈｅｎ，Ｗａｎｇ　Ｈｏｎｇ，Ｗｕ　Ｗｅｎｇｅ　

（Ｍａｒｉｎｅ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　２６６０７　１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｔｈｅ　ｄａｍｐｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｐｏｌｙｍｅｒ　

ｃｏａｔｉｎｇｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｆｏｒｃｅｄ　ｎｏｎ—ｒｅｓｏｎａｎｔ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｔｅｓｔ，ｇｌａｓｓ　ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｅｓｔ，ｓｏｕｎｄ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　

ｌｏｓｓ　ｔｅｓｔ，ｌｏｓｓ　ｆａｃｔｏｒ　ｔｅｓｔ，ｅｔｅ．ｉｎ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ　ｆｏｃｕｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｃｏｐｏｌｙ－　

聚氨酯工业　ＰＯＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　２０１１年第２６卷第３期　２０１１．Ｖｏ１．２６　Ｎｏ．３　

改性聚硅氧烷／聚氨酯弹性体的阻尼性能研究　

王威　蒋笃孝　张卫　

（１．暨南大学化学系　广州５１０６３２）（２．暨南大学土木工程系　广州５１０６３２）　

摘要：将异氰酸酯硬段引入聚硅氧烷（ＰＤＭＳ）链中合成改性聚硅氧烷（Ｍ．ＰＤＭＳ），采用不同相对　

分子质量的聚乙二醇（ＰＥＧ）和２，４一甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）合成聚氨酯预聚体（ＰＵＰ），通过交联聚　

合进行网络互穿，制备了改性聚硅氧烷／聚氨酯弹性体（Ｍ—ＰＤＭＳ／ＰＵＥ）。讨论了ＰＥＧ相对分子质　

量、Ｍ　ＰＤＭＳ／ＰＵＰ质量比对材料阻尼性能和形态结构的影响。结果表明，Ｍ—ＰＤＭＳ／ＰＵＰ互穿网络　

材料的阻尼性能良好，阻尼因子在０．２～０．７之间。当采用聚乙二醇　为ｌ５００、Ｍ—ＰＤＭＳ／ＰＵＰ质　

量比为６０：４０时，低频（振动频率．厂＝１～１Ｏ　Ｈｚ）下材料的阻尼因子最大值（ｔａｎ８　）为０．７２。用扫　

描电镜（ＳＥＭ）对材料微观结构的观察显示，分散相与连续相的结合程度即互穿程度对材料阻尼性　

能造成了较大影响。　

关键词：聚硅氧烷；聚氨酯；阻尼材料；网络互穿　

中图分类号：ＴＱ　３２３．８　文献标识码：Ａ　文章编号：１００５—１９０２（２０１１）Ｏ３—００３０—０４　

阻尼是指任何振动系统在振动中受外界作用或　

系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特　

性，以及此一特性的量化表征，也称为内耗。日常生　

活中，机械的振动及产生的噪声，自然灾害像海啸、　

地震、暴风等都会对人类的身心健康、生产生活造成　

巨大的危害，因此借助阻尼材料来减振降噪具有十　

分重要的意义¨　。选用适当的组分，通过控制组　

分间的相互作用、相畴尺寸，合成　半相容材料的互　

穿网络（ＩＰＮ）技术能使材料达到宽温域、高阻尼的　

效果。Ｓｕｎｇ　Ｐ　Ｈ，等　对聚硅氧烷（ＰＤＭＳ）／环氧树　

脂／聚丙二醇接枝共聚物动态热机械分析（ＤＭＡ）表　

・６・　聚氨酯工业　ＰＯＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　２０１４年第２９卷第１期　２０１４．Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．１　

１．１　蕊寒擐卷｝．　

ＰＵ／ＣＢ／ＰＺＴ压电阻尼复合材料极化条件的研究　

朱金华文庆珍张一飞余超　

（海军工程大学理学院化学与材料系　武汉４３００３３）　

摘　要：以导电碳黑（ＣＢ）为导电相、压电陶瓷（ＰＺＴ）为压电相、聚氨酯（Ｐｕ）为基体制备了一系列　

的压电阻尼复合材料（ＰＵ／ＣＢ／ＰＺＴ）。研究了ＣＢ、ＰＺＴ对所制备材料的耐击穿性能的影响，探讨了　材料的压电性能和阻尼性能随ＰＺＴ含量以及极化时间的变化规律。结果表明，ＰＵ／ＣＢ／ＰＺＴ压电阻　

尼复合材料的压电常数随ＰＺＴ含量和极化时间增加而增加，当极化场强选为５　ｋＶ／ｍｍ、极化时间　

３０　ｒａｉｎ、ＰＵ／ＣＢ／ＰＺＴ质量份为１００／４／８０时，材料的压电性能最佳，达到４５．７　ＰＣ／Ｎ。随着ＰＺＴ用量　和极化时间增加，压电阻尼复合材料的阻尼因子峰值提高。　关键词：聚氨酯；压电陶瓷；极化条件；压电常数；阻尼性能　

中图分类号：ＴＱ　３２３．８　文献标识码：Ａ　文章编号：１００５—１９０２（２０１４）０ｌ一０００６—０４　

压电效应指当某些晶体在特定方向受到外力　

时，晶体的一些对应表面上分别出现正负束缚电荷　

的现象。具有压电效应的材料称为压电材料，压电　材料的性能主要由压电常数、介电常数、介电损耗、　

机械品质因子、机电耦合系数和居里温度等参数来　表征㈡　ｊ，其中压电常数是衡量材料压电效应强弱　

的参数，压电常数大，表明材料有更好的压电效应。　２０世纪６０年代以后，以压电陶瓷（锆钛酸铅，ＰＺＴ）　

为基础进行掺杂改性处理，发展出了三元系、四元系　

ＰＺＴ　，压电材料的研究和应用从此进入了蓬勃　发展的时期。２Ｏ世纪９０年代，依据粘弹性阻尼材　

料的粘弹性和ＰＺＴ的压电特性的协同作用，日本学　者将碳黑与ＰＺＴ粒子填充到聚合物基体中　，开发　

出了压电导电阻尼复合材料。这类复合材料的阻尼　

２０１　３年第３期　声学与电子工程　总第１　１　１期　

聚氨酯／绢云母／轻质碳酸钙复合材料的　

合成及其阻尼性能的分析　

陈瑶罗马奇陶玉春　

（第七一五研究所，杭州，３１　００１２）　

摘要将产品级的阻尼聚氨酯胶与绢云母粉和轻质碳酸钙混合，得到一种具有阻尼性能的聚氨酯／绢云　

母／轻质碳酸钙复合材料。通过调节绢云母粉的加入量优化阻尼性能　经过测试，在频率范围１４．０～２８．０　ｋＨｚ　

内，当绢云母粉含量在５０％时，由其作为芯材的约束层阻尼结构的插入损失表现最好。介绍了搭建的简易　

插入损失测试装置。该装置是一种正弦激励、获取幅值信息的阻尼测量装置，与昂贵的动态力学性能测量　

装置相比，具有容易实现，且直接获得阻尼结构整体表现的优点。　

关键词聚氨酯；约束层；阻尼；测量装置　

在换能器工作中，有害的振动不但会造成噪　

音，损害换能器的性能，甚至会破坏支架，损坏换　

能器。阻尼是消除有害振动的有效方式，是指耗损　

振动能量的能力，通常是将机械振动及声振的能　

量，转变成热能或其他可以耗损的能量，从而起到　减振及降噪的目的…。粘弹性材料既能在受到应力　

时储存一部分能量而表现出弹性，又能通过分子问　

的内摩擦耗散一部分能量而表现出粘性，因此，粘　

弹材料可以作为阻尼材料使用【２］。高分子材料是最　

常见的阻尼粘弹材料。灌注型聚氨酯以其良好的加　

工性被用作基材。Ｂｅｒｔｈｅｌｏｔ等人认为，核引发的横　向剪切效应散失了很大一部分能量［３１。云母的片层　

结构被认为能够在材料中形成大量微小的约束层　

阻尼结构，插层进入其片层问的基材在受力时发生　

强制剪切，实现纵横波转换，达到阻尼的目的【ｑＪ。　

轻质碳酸钙是一种粒径较小的碳酸钙。试样设计为　

上下两层为薄钢板的约束层结构。对于这种结构，　

芯材除了要表现出良好的阻尼性能外，还要具有一　

定的抗形变能力，因此不能将材料做得太软。绢云　

母粉和碳酸钙的加入能起到一定的增强作用，但是　

硬度的增加会对阻尼性能造成损害，所以关键是如