多尺度改性航空硅橡胶宽温域阻尼材料
2021-12-21米志安李学宽
材料工程 2021年12期
关键词:改性
米志安,李学宽,肇 研
(1 北京航空航天大学 材料科学与工程学院,北京 100191;2 航天材料及工艺研究所,北京 100076)
航空飞行器及其搭载的设备在运行过程中难免产生噪声和振动,严重影响其运行稳定性和服役寿命,为了将此类因素对飞行器服役性能的影响控制在可以接受的范围内,阻尼降噪技术应运而生,其中能满足高低温服役环境需求的宽温域阻尼材料在航空领域受到了广泛的关注[1]。
硅橡胶是一种以硅氧键为主链,以有机官能团为侧链的聚合物,Si—O—Si主链赋予其无机高分子独特的耐热性,线性分子结构和侧链的有机基团赋予其有机高分子独特的柔性和黏弹性[2]。同时,黏弹性使其在动态应力作用下表现出黏滞现象,即在周期载荷作用下应变的响应滞后于应力,因而可以吸收振动产生的机械能和声能,然后将其部分转变为热能耗散掉,赋予硅橡胶优异的阻尼性能[3]。此外,硅橡胶在玻璃化转变温度(-100 ℃左右)到热分解温度(200 ℃左右)的温度区间内性能稳定,可满足各种军用产品和民用产品的服役环境温度需求,因而成为了航空领域开发阻尼降噪技术首选的宽温域阻尼材料[4]。然而,硅橡胶在有效阻尼温域内的阻尼因子(tanδ)较小,力学性能与大多数合成橡胶相比也没有明显优势,通过多尺度改性提高其阻尼性能是进行产业化应用的重要步骤,也是国内外众多学界学者进行深入研究的关键技术问题[5]。
一般而言,硅橡胶阻尼性能的影响因素包括硅橡胶形态结构(侧链的数量、空间位阻、极性及有无氢键作用)、大分子交联度、各组分的玻璃化转变温度及相容性。……
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