丙烯酸酯橡胶阻尼材料研究进展

    在现代科技高速发展的时代，各种机械设备正向高速、高效、自动化方向发展，但其在工作时所产生的振动和噪声严重破坏了机械本身的精确度、可靠性和稳定性，而且还会缩短机械零部件的使用寿命，同时也会对人们的身心健康产生严重的影响，如损伤听力、影响睡眠、诱发疾病等。因此，通过增大机械系统的能量损耗来达到减振、降噪目的的阻尼研究一直是国内外关注的焦点。在阻尼材料的研究过程中，高阻尼、宽温域的阻尼材料是研究的重点。在应用于阻尼材料的高分子材料历史中，橡胶因具有高弹性而优先得到使用。丙烯酸酯橡胶（ＡＣＭ）是橡胶类的一种，是以丙烯酸烷基酯为主要成分的耐高温、耐油性、耐臭氧、抗紫外线等综合性能优异的合成橡胶，耐高温仅次于氟橡胶和硅橡胶，且价格仅为氟橡胶的１／１０。丙烯酸酯橡胶阻尼材料在室温附近的阻尼性能优越，同时具有良好的粘结性能和力学性能，以及耐热、耐老化等优点，在减振和吸声等领域逐渐受到关注［１－５］，并广泛应用于汽车、机械、电子、化工、仪表、轻工等行业中。本文简要介绍了高聚物材料的阻尼机理，重点阐述了丙烯酸酯橡胶阻尼材料的改性方法。

    1  高聚物材料的阻尼机理

    高聚物阻尼材料是目前应用最广泛的黏弹性阻尼材料，因其结构的特殊性而广泛地应用于阻尼材料之中，它兼有黏性液体损耗能量的特性和弹性固体储存能量的特性，已成为当前阻尼材料研究的热点。高聚物之所以具有优异的阻尼性能，是由其特殊的分子结构决定的。高聚物材料的阻尼性能与高分子材料自身的分子结构有关，其黏弹性是高分子材料形变性质的重要特征，高聚物在交变应力的作用下，形变滞后于应力变化，发生滞后现象。因此，高聚物阻尼作用机理直接与高聚物的动态力学松弛性质相关。当高聚物与振动物体相接触时，必然吸收一定量的振动能量而变成热能，结果使振动受到阻尼作用。聚合物受力形变时产生的滞后现象的大小决定了其阻尼作用的大小。由于滞后现象，使得材料的拉伸－回缩循环变化均需要克服其本身的大分子链段之间的内摩擦阻力而产生内耗［６］，正是形变－恢复循环变化过程中的这种内耗将机械能以热能的形式耗散掉而起到了阻尼作用。

    测定高聚物阻尼常用的实验方法有［７］：自由振动、强迫共振、强迫非共振、声波传播，其中强迫非共振法是最为常用的方法，因为它能直接给出阻尼损耗因子ｔａｎδ与温度Ｔ、储能模量Ｅ与Ｔ的关系曲线，这些曲线能表明高聚物材料玻璃化转变行为的某些重要特性，通过分析这些曲线的变化情况可以得到一些与阻尼性能相关的信息。高聚物的ｔａｎδ值越高、阻尼温域越宽，阻尼性能就越好。衡量高聚物阻尼性能的方法目前 主 要 有２ＴＡ定 性 评 价 法 和ＬＡ定 量 评价法［８－９］。