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聚合物網(wǎng)絡(luò)的增韌和阻尼性能


化學(xué)先生 / 2019-10-05

     對于由塑料與橡膠彈性體組成的IPN,當(dāng)橡膠為主要組分時，往往表現(xiàn)為補強(qiáng)彈性體的特性:但當(dāng)塑料為主要組分時，橡膠往往表現(xiàn)出突出的增韌作用。這是由于網(wǎng)絡(luò)互穿導(dǎo)致兩相間良好的界面結(jié)合，而連續(xù)的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)充滿整個材料，且橡膠相尺寸處于有利于增韌的范圍，因面能產(chǎn)生十分顯著的增韌效果。如圖10-5所示的應(yīng)力應(yīng)變曲線，當(dāng)組分質(zhì)量比PU/P(St AN-DVB)小于30/70時，IPN 材料具有增韌塑料的應(yīng)力應(yīng)變特征。


    據(jù)報道，用分步法制備的聚苯乙烯/聚丁二烯或聚苯乙烯/丁苯橡膠互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(PS/PB IPN或PS/SBR-IPN)，當(dāng)體系以聚苯乙烯為主時具有優(yōu)異的韌性，其缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)高抗沖聚苯乙烯的4倍，而聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯-半-IPN(又稱填隙式聚合物)的耐沖擊性能據(jù)稱比單純聚甲基丙烯酸甲酯高10信以上。

    某些由低Tg和高Ty聚合物組成的半相容IPN體系，在合理選擇和設(shè)計聚合物分子結(jié)構(gòu)并達(dá)到良好的網(wǎng)絡(luò)互穿的情況下，由于兩個Tg的內(nèi)移和損耗曲線的重疊，可在室溫附近的寬溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)較強(qiáng)的力學(xué)損耗，因面IPN技術(shù)為合成對聲音和振動的高阻尼材料提供了一條獨特的途徑。

    圖10-6是聚甲基丙烯酸乙酯/聚丙烯酸正丁酯(質(zhì)量比75/25) IPN與兒種商品阻尼材料的阻尼與溫度的美系曲線。由圖10-6可以看到IPN阻尼材料在一30~ 45°C范圍內(nèi)有高阻尼性而其他阻尼材料的損耗峰窄，或阻尼值很小。1974 年Sperling等人獲得的第一個IPN用于噪聲阻尼涂層的專利就是這種PEMA/PBA膠乳IPN涂料。Klempner等人報道的聚氨酯/環(huán)氧樹脂IPN振動阻尼材料，系用同步法合成，在5~35°C范圍的力學(xué)損耗tanδ高達(dá)1.75。有研究者對IPN阻尼材料進(jìn)行了大量研究，研究的體系包括聚苯乙烯/聚丙烯酸正J酯膠乳IPN、PMMA/PNBA膠乳雙向IPN和離聚體膠乳IPN等。

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