橡膠阻尼材料的老化行為與壽命預(yù)測(cè)研究.pdf

1、本論文主要研究了熱氧環(huán)境、應(yīng)力環(huán)境（包括拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力）以及介質(zhì)環(huán)境下橡膠阻尼材料基本力學(xué)性能、應(yīng)力弛豫和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能等的演化行為，并對(duì)熱空氣老化環(huán)境下的橡膠阻尼材料使用壽命做出了預(yù)測(cè)。
　　采用熱空氣老化試驗(yàn)機(jī)對(duì)丁基橡膠(IIR)硫化膠的熱氧老化行為進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)，IIR硫化膠的交聯(lián)密度、拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力和硬度先增大后減小，而斷裂伸長(zhǎng)率先迅速下降后逐漸趨于平緩。動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)的分析結(jié)果表明，隨

2、著老化時(shí)間延長(zhǎng)，損耗因子(tanδ)峰值和阻尼溫域（tanδ≥0.7）先降低后升高；相同老化時(shí)間下，老化溫度越高，阻尼溫域越寬。
　　采用拉伸疲勞試驗(yàn)機(jī)對(duì)IIR硫化膠的拉伸疲勞老化行為進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著疲勞次數(shù)的增加，IIR硫化膠的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率先升高后降低，200％以內(nèi)的定伸應(yīng)力逐漸降低;交聯(lián)密度先迅速降低后逐漸趨于恒定;σ10/σ0先降低后升高；隨應(yīng)變的增加，剪切儲(chǔ)能模量(G')和剪切損耗模量(G")逐漸降低，tanδ逐

3、漸升高，而且隨著拉伸疲勞次數(shù)的增加，三者呈下降趨勢(shì)且數(shù)值均高于疲勞前；最大tanδ峰值和阻尼溫域均隨拉伸疲勞次數(shù)的增加而呈現(xiàn)先增加后趨于恒定的趨勢(shì)。
　　采用壓縮生熱試驗(yàn)機(jī)對(duì)IIR硫化膠的壓縮疲勞老化行為進(jìn)行研究。發(fā)現(xiàn)隨著壓縮疲勞時(shí)間的延長(zhǎng)，IIR硫化膠的試底溫度逐漸增大，硬度逐漸減小，永久變形隨壓縮時(shí)間的延長(zhǎng)呈正相關(guān)；G'在低溫段(＜-50℃)時(shí)的平臺(tái)隨著壓縮疲勞時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低；壓縮疲勞會(huì)顯著降低-47℃左右的G"峰值；隨

4、著應(yīng)變的增加，G'和G"下降且在壓縮疲勞之后變的更低；tanδ峰值和阻尼溫域隨著壓縮疲勞時(shí)間的延長(zhǎng)而線性增大。
　　采用耐油實(shí)驗(yàn)槽對(duì)丁腈橡膠(NBR)硫化膠在3＃標(biāo)準(zhǔn)油中的老化行為進(jìn)行研究。結(jié)果表明，隨著NBR硫化膠在3＃標(biāo)準(zhǔn)油中浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，其拉伸性能均逐漸降低，硬度先降低后又逐漸趨于恒定，質(zhì)量溶脹率與浸泡時(shí)間呈正相關(guān)的關(guān)系，σ10/σ0隨浸泡天數(shù)的延長(zhǎng)而增大;隨著應(yīng)變的增加，G'逐漸降低，且浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，G＇越低；未浸泡的N

5、BR硫化膠試樣的G"隨應(yīng)變的增加出現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，而浸泡后試樣的G"僅略有下降，且浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，G"越低；tanδ隨應(yīng)變的增加均呈現(xiàn)先升高后逐漸趨于恒定的趨勢(shì)，且浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，tanδ最終的平臺(tái)值越低；隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，G'陡變區(qū)向低溫移動(dòng)，G"的峰值逐漸降低而最大tanδ峰逐漸升高；3＃標(biāo)準(zhǔn)油會(huì)使NBR硫化膠阻尼溫域增大，浸泡1天后的阻尼溫域就拓寬了2℃，但隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，NBR硫化膠的阻尼溫域基本不變。
　　利用動(dòng)力學(xué)