導(dǎo)電阻尼復(fù)合材料的制備及其在阻尼鋼板中的應(yīng)用研究.pdf

1、阻尼鋼板已被廣泛應(yīng)用于降低汽車(chē)噪聲及機(jī)械噪聲，是一種約束阻尼結(jié)構(gòu)，能夠有效地消耗結(jié)構(gòu)在機(jī)械振動(dòng)作用下的能量，從而產(chǎn)生減振降噪效果。由于夾層中粘彈性阻尼材料本身具有絕緣、不導(dǎo)電的特性，因此在焊接過(guò)程中出現(xiàn)無(wú)電流構(gòu)成回路及存在不易形成焊接熔合的問(wèn)題。如何制備高導(dǎo)電性、低導(dǎo)電填料填充量的粘彈性復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)阻尼鋼板的多功能化，具有重要的研究意義。
　　本論文首先選取表面活性劑對(duì)導(dǎo)電石墨進(jìn)行改性，以改性后導(dǎo)電石墨作為填料，粘彈性阻尼材料為

2、基體，通過(guò)原位聚合方法制備了兩相導(dǎo)電阻尼復(fù)合材料;對(duì)改性后導(dǎo)電石墨的分散性進(jìn)行宏觀沉降觀察和微觀光鏡觀察，并對(duì)導(dǎo)電阻尼材料進(jìn)行力學(xué)性能、DMA、SEM及FTIR分析。其次，研究了三種制備工藝參數(shù)對(duì)導(dǎo)電阻尼鋼板的導(dǎo)電性和力學(xué)性能的影響，并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)方法對(duì)制備工藝參數(shù)影響導(dǎo)電性的大小進(jìn)行分析研究。最后，研究了三種制備工藝參數(shù)對(duì)導(dǎo)電阻尼鋼板阻尼性能的影響，并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)方法對(duì)制備工藝參數(shù)影響阻尼性的大小進(jìn)行分析研究。主要研究結(jié)論如下:

3、>　　(1)表面活性劑可以明顯改善導(dǎo)電石墨的分散性，其中PVP/導(dǎo)電石墨最佳比值為25％的分散效果最佳，CTAB/導(dǎo)電石墨最佳比值為5％和SDBS/導(dǎo)電石墨最佳比值為30％的分散效果相對(duì)較差，但它們均能保持60h不發(fā)生沉降，穩(wěn)定性比較好。因此選取PVP/導(dǎo)電石墨比值為25％對(duì)粘彈性阻尼材料進(jìn)行改性。
　　(2)導(dǎo)電石墨可以有效改善導(dǎo)電阻尼復(fù)合材料的力學(xué)性能。在導(dǎo)電石墨含量為7wt％時(shí)，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率及撕裂強(qiáng)度均取得最大值分別

4、為12.03MPa、442.83％和48.21kN.m-1; SEM表征發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電石墨含量為7wt％時(shí)，分散性較好，導(dǎo)電石墨含量過(guò)高或過(guò)低均不利于其在粘彈性阻尼材料基體中的分散;紅外分析中得出改性后的導(dǎo)電石墨并沒(méi)有發(fā)生官能團(tuán)變化，僅改變導(dǎo)電石墨表面的吸附能力，從而有效改善導(dǎo)電阻尼復(fù)合材料的性能;通過(guò)DMA測(cè)試發(fā)現(xiàn)添加導(dǎo)電石墨使復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量和損耗模量均得到有效提高，在相同頻率下，粘彈性阻尼材料和導(dǎo)電阻尼復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量都會(huì)隨著溫度

5、的升高而降低，損耗因子也相應(yīng)地出現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。
　　(3)制備工藝對(duì)導(dǎo)電阻尼鋼板的導(dǎo)電性及力學(xué)性能具有較大影響。當(dāng)導(dǎo)電石墨含量為7wt％、共混時(shí)間為5min，攪拌速度為100r/min時(shí)，改性或未改性的導(dǎo)電阻尼鋼板的體積電阻率對(duì)數(shù)值均最小，分別為3.3和6.8;剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度均取到最大值，分別為1.36MPa、1.32MPa、37.66N/cm和35.8N/cm。制備工藝參數(shù)對(duì)導(dǎo)電阻尼鋼板的導(dǎo)電性影響比較大而對(duì)力學(xué)性能

6、的影響相對(duì)較小。通過(guò)優(yōu)化導(dǎo)電參數(shù)可以發(fā)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)電性能影響力的大小依次為:導(dǎo)電石墨含量＞共混時(shí)間＞攪拌速度，正交試驗(yàn)中的最佳制備工藝參數(shù)為導(dǎo)電石墨含量為7wt％、共混時(shí)間為5min、攪拌速度為50r/min，此時(shí)導(dǎo)電性能最佳。
　　(4)制備工藝對(duì)導(dǎo)電阻尼鋼板的阻尼性能也存在一定的影響。當(dāng)石墨含量為7wt％、共混時(shí)間為5min，攪拌速度為100r/min時(shí)，改性或未改性的導(dǎo)電阻尼鋼板的復(fù)合損耗因子取到最大值，分別為0.1964和0.1

7、802，振動(dòng)加速度級(jí)最小，分別為52.05dB和54.51dB，此時(shí)阻尼效果最好。通過(guò)優(yōu)化參數(shù)對(duì)阻尼性能影響力的大小依次為:攪拌速度＞導(dǎo)電石墨含量＞共混時(shí)間。正交試驗(yàn)中最佳制備工藝參數(shù)為導(dǎo)電石墨的含量為7wt％、攪拌速度為200r/min和共混時(shí)間為5min，此時(shí)阻尼性能最好。
　　綜上所述，通過(guò)對(duì)導(dǎo)電阻尼復(fù)合材料的制備及其在阻尼鋼板中的應(yīng)用研究，可為今后導(dǎo)電阻尼復(fù)合材料最佳的制備工藝參數(shù)提供參考價(jià)值，并為導(dǎo)電阻尼鋼板的性能研究提