聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料制造技术

本发明专利技术属于具有宽温域阻尼性质的相容性共混物，特别涉及聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料。本发明专利技术的共混复合阻尼材料是由聚异戊二烯、聚对叔丁基苯乙烯、硫化剂和硫化助剂等混合制备而成。本发明专利技术的共混复合阻尼材料与现有的阻尼材料相比，所述的共混复合阻尼材料具有相容性好，有效阻尼温度范围宽，易调节，在室温下具有阻尼性质等优点。

【技术实现步骤摘要】
聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料
本专利技术属于具有宽温域阻尼性质的相容性共混物，特别涉及聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料。
技术介绍
聚合物在它们的玻璃化转变温度区间内展现出显著的力学和震动阻尼性质；然而，在正常情况下，聚合物的玻璃化转变温度区间只跨越很窄的温度范围，因此力学震动的有效耗散都只能发生在这个窄小的玻璃化温度区间内。更糟糕的是，大多数聚合物的玻璃化转变区间还都不在室温。为了拓宽聚合物的玻璃化转变温度区间，同时调节玻璃化转变发生的温度，通常需要将两种玻璃化转变温度相差较远的聚合物采用某种方法制成复合材料，常用的方法有共混、接枝、嵌段共聚以及互穿聚合物网络等。其中，共混方法由于具有工艺简单、便于加工的优点，成为改性聚合物阻尼性能的最常用的方法。共混又分为不相容共混和相容性共混。当两个不相容的聚合物混合之后，混合物通常展现出两个窄的玻璃化转变温度区间，每个区间各自对应了混合物中的一种组分。当两个热力学相容的聚合物混合后只表现出一个宽的玻璃化转变区间。而这个区间就介于两个纯聚合物的玻璃化转变温度之间，而且两个聚合物的玻璃化温度相差越大，混合物中的这个单一的温度区间就越宽。已有的研究中，有许多通过相容性的聚合物共混创造共混复合阻尼材料的例子。例如，异戊橡胶与1,2共聚含量超过90%的聚丁二烯橡胶共混，可以制得最宽阻尼温度区间达到60℃的阻尼材料，然而该阻尼区间在-60℃～-20℃，远在室温以下（U.S.Pat.No.5,171,790）。又例如，聚氯乙烯与丁氰橡胶共混，聚氯乙烯与氧化天然橡胶共混，可以得到室温下具有优异阻尼性能的阻尼材料，然而，两种共混物的有效阻尼区间只有不到40℃，可以使用的温度范围还是比较窄的（M.C.SenakePereraetal.Eur.Polym.J.,2001,37,167-178）。如何既能使阻尼性能出现在最常用的室温下，又能尽可能地拓宽材料阻尼性能的使用温度区间，一直以来都是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有共混复合阻尼材料的阻尼区间窄的缺陷，从而提供一种具有宽温域阻尼性质的由相容性的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯共混得到的复合阻尼材料。本专利技术的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料主要是由以下原料共混制得，以聚异戊二烯的质量份为基准。所述的聚异戊二烯可以是天然橡胶或异戊橡胶。所述的硫化剂为硫磺。所述的硫化助剂选自噻唑类促进剂、次磺酰胺类促进剂、秋兰姆类促进剂、氧化锌、氧化镁和硬脂酸中的一种或几种。依据加工条件和使用要求，在本专利技术的共混复合阻尼材料中也可以进一步加入增塑剂（如石蜡、氯化石蜡、邻苯二甲酸脂类或磷酸三甲苯酯等）和/或填料（如炭黑、白炭黑、纤维、云母、石墨或玻璃球等）。上述的硫化剂、硫化助剂、增塑剂和填料等都是本领域技术人员公知的，它们可以配合使用，其前提是这些硫化剂、硫化助剂、增塑剂和填料对本专利技术的目的实现以及本专利技术的优良效果的取得不产生不利影响。上述的原料均为市售品。本专利技术的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料优良的相容性保证了所述的共混复合阻尼材料的形貌和力学性能与制备方法无关，可以将原料按照上述的配方，通过密炼机或双辊开炼机经共混的方法制备而得；也可以通过共溶剂将原料溶解，再将共溶剂挥发掉，从而实现共混制备而得。所述的共溶剂可以选自环己烷、四氢呋喃、甲苯、苯和二氯甲烷等中的一种或几种。本专利技术的共混复合阻尼材料可以通过各种标准橡胶加工技术加工成型，如模压、压延、挤出、注射等。本专利技术的原理性说明具体如下：聚异戊二烯的玻璃化转变温度大约为-60℃，而聚对叔丁基苯乙烯的玻璃化转变温度大约为150℃，而且二者是相容的。这样，所述的共混复合阻尼材料在DSC上只出现一个很宽的玻璃化转变区间，在这个玻璃化转变的温度区间内，由于玻璃化转变所导致的松弛行为，使得所述的共混复合阻尼材料表现出优异的阻尼性能。在动态温度扫描中，优异的阻尼性能体现在阻尼因子（或损耗角正切值）tan大于0.3，tan大于0.3的温度区间叫做有效阻尼区间。本专利技术的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料与现有的阻尼材料相比，所述的共混复合阻尼材料具有相容性好，有效阻尼温度范围宽，易调节，在室温下具有阻尼性质。其具有以下优点：聚异戊二烯与聚对叔丁基苯乙烯共混，能够获得阻尼性能优异的阻尼材料。采用流变仪ARES-G2对材料进行动态力学测试分析，测试条件为：直径8mm的平行板夹具，频率1rad/s，温度-80～+120℃，升温速率5℃/min，结果表明：1.该共混复合阻尼材料的阻尼温度范围宽，阻尼因子tan大于0.3的温度区间不小于40℃。2.该共混复合阻尼材料具有易调节的特点，通过调节聚异戊二烯成分的比例，控制硫化程度等，可以方便地调节有效阻尼区间的宽度和阻尼强度。附图说明图1.本专利技术实施例2的共混复合阻尼材料在120℃的硫化曲线图。图2.本专利技术实施例2的共混复合阻尼材料硫化后的动态力学测试分析图谱。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例1以异戊橡胶的质量份为基准，将100质量份的异戊橡胶(重均分子量：138000)与67质量份的聚对叔丁基苯乙烯（重均分子量：2600000）溶解于甲苯中并混合均匀，然后将甲苯挥发干净，得到异戊橡胶和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料，该共混复合阻尼材料经模压得到直径为8mm，厚度为1mm的圆片。将该圆片在ARES-G2流变仪上利用直径为8mm的平行板夹具进行动态温度扫描，频率1rad/s，温度-80～+100℃，升温速率5℃/min。发现该共混复合阻尼材料在tan>0.3的温度区间为-50～+120℃，在这个区间的共混复合阻尼材料具有优异的阻尼性能。实施例2以工业异戊橡胶的质量份为基准，将100质量份的工业异戊橡胶、67质量份的聚对叔丁基苯乙烯（重均分子量：50000～100000）、2.5质量份的硫磺、1.5质量份的硫化助剂（选自噻唑促进剂、次磺酰胺促进剂、秋兰姆促进剂和硬脂酸中的一种或几种）溶解于甲苯中并混合均匀，然后将甲苯挥发干净，得到工业异戊橡胶、聚对叔丁基苯乙烯、硫磺和所述的硫化助剂的共混复合阻尼材料，该共混复合阻尼材料经模压得到直径为8mm，厚度为1mm的圆片，再将该圆片用ARES-G2流变仪在120℃下硫化约1个小时，硫化曲线图如图2所示，其中：图中的G’代表储能模量，G”代表损耗模量。在流变仪上利用直径为8mm的平行板夹具进行动态温度扫描，频率1rad/s，温度-80～+100℃，升温速率5℃/min。发现该共混复合阻尼材料在tan>0.3的温度区间为-60～+50℃，在这个区间的共混复合阻尼材料具有优异的阻尼性能，该共混复合阻尼材料硫化后的动态力学测试分析图谱溶液图2所示，其中：图中的G’代表储能模量，G”代表损耗模量。实施例3以天然橡胶的质量份为基准，将100质量份的天然橡胶、67质量份的聚对叔丁基苯乙烯（重均分子量：187000）、1.0质量份的硫磺、0.5质量份的硫化助剂（选自噻唑促进剂、次磺酰胺促进剂、秋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料，其特征是：所述的共混复合阻尼材料主要是由以下原料共混制得，以聚异戊二烯的质量份为基准；

【技术特征摘要】
1.一种聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料，其特征是：所述的共混复合阻尼材料主要是由以下原料共混制得，以聚异戊二烯的质量份为基准；2.根据权利要求1所述的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料，其特征是：所述的共混复合阻尼材料中的聚对叔丁基苯乙烯的质量份是25～100质量份。3.根据权利要求1所述的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料，其特征是：所述的聚异戊二烯是天然橡胶或异戊橡胶。4.根据权利要求1所述的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料，其特征是：所述的硫化剂为硫磺。5.根据权利要求1所述的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料，其特征是：所述的硫化助剂选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琛阳，阎志超，张宝庆，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11