PDF《CAEP-0111》

20 年以上. 而不加炭黑的聚乙烯,在自然条件下六个月就会老化[6] . 本研究中考察的另一种填料为锯末.锯末是颗粒较大的木粉,木粉最早用于热固性 塑料(如酚醛),后来在热塑性塑料中也得到应用.木粉的加热温度不宜高于

160 ℃[7] , 作为挤出加工木粉要在基料熔融后,再投放,以尽量减少在高温下的停留时间.木粉最 大的特点是质轻,它可使填充沥青的密度有所降低,并可以降低成本.

2 实验部分 2.

1 原材料 沥青 工业级 炭黑 工业级

70 石墨 工业级 锯末

20 目~80 目,自制 石蜡 上海华灵康复器械厂,工业级 甲苯 中国成都化学试剂厂,分析纯 铝箔 工业级 丁苯橡胶 齐鲁石化股份有限公司,工业级. 2.

2 仪器及设备 DMS 用Seiko Instruments Inc. Exstar DMS

6100 型仪器测定. DSC 在Exstar DSC

6200 型仪器上进行测试. 2.

3 阻尼材料制备及测试方法 将沥青加热呈熔融状态后,按比例与填料混合均匀,固化后观测表面形态,测试密 度.测试材料的动态力学性能和玻璃化转变温度,DMS 的测试使用的加载方式为压缩;

DSC 测试的样品重为 5~10 mg,扫描速度为

10 ℃/min,氮气保护.用已制备的沥青型 阻尼材料灌注支架,经48 h 以上固化后,测试结构的阻尼特性.

3 结果与讨论 3.

1 不同填料的沥青型阻尼材料表面形态 沥青是高分子炭氢化合物和它的非炭氢化合物(主要是氧、硫、氮形成的化合物) 的混合物,在常温下呈固体、半固体或液体形态,颜色呈辉亮褐色以至黑色,富有粘结 性(见图 2a).加入锯末后,可见表面呈现气孔,原因在于锯末在沥青熔融时加入,温 度在

200 ℃以上,而锯末在

180 ℃即炭化,形成 CO2 从基体中逸出,因此表面呈现大量 气孔.在灌注深且截面小的薄壁管件时,气体在固化前大量逸出会造成表面凹陷(见图 2b).在实验中采用炭黑及石墨则没有这种现象,固化后表面收缩小,无肉眼可见的气 孔(见图 2c).兰陵厂的沥青阻尼材料受热后有不均匀的大气泡,且不具流动性,无法 实现灌注(见图 2d). a 沥青;

b 填充锯末的沥青;

c 填充石墨的沥青;

d 兰陵厂的热熔型沥青阻尼材料 图2不同填料沥青型阻尼材料的表面形态

71 3.

2 填料对沥青型阻尼材料流动性的影响 填料的加入可在一定范围内改善阻尼特性.一般来说,为最大限度增大阻尼、降低 成本,则希望填料尽可能实现高填充.但填料的加入往往使填充体系某些性能劣化乃至 失去使用价值.因此,考察填料的最佳添加量是必要的.表1所列就是填料添加量对沥 青流动性影响的结果. 从表

1 可看出:锯末作为填料使用的含量应控制在 a=0.10(a=填料/沥青,以下同) 以下,炭黑应控制在 a=0.05 以下. 表1填料对阻尼材料流动性的影响 g 配方沥青 锯末 炭黑 石墨 流动性

100 50 - - 差100

30 - - 差100

25 - - 差100

20 - - 较好

100 10 - - 好100

5 - - 好100 -

10 - 差100 - 7.5 - 较差

100 -

5 - 较好

100 - -

10 较好

100 - - 7.5 好100 - -

5 好注:流动性均在

260 ℃观测 3.

3 沥青型阻尼材料的动态力学性能 由于沥青型阻尼材料受热后流动性好,使它具有其它大多数高分子材料所不具备的 现场可灌注的优势,但另一方面,由于它的流动性,使它在进行动态力学性能测试时温 度稍高则流淌,轻则给模具的清洁造成困难,重则因试样的移动造成上、下模具相碰, 损坏仪器.因此,此项测试仅在使用温度范围内进行,在此温度范围内所测的沥青型阻 尼材料的损耗因子都没有达到最大值. 3. 3.