酚醛樹脂對丙烯酸酯橡膠阻尼性能的影響
時間:2005-09-22
魏春燕 張喜亮 李慧 吳馳飛
華東理工大學材料科學與工程學院，上海, 200237
阻尼材料能防止或減輕機械振動對部件的破環，已經越來越廣泛的應用于火箭，汽車，高速軌道交通等軍需民用的許多領域，因而阻尼材料的研究也引起人們更多的關注。吳馳飛通過對高分子/小分子雜化體系的研究，提出了“有機小分子阻尼賦予劑”的概念，并且提出了一些構筑阻尼峰的新理念[1, 2]。但是由于有機小分子本身的一些特性，該阻尼材料隨著時間的推移，基體高分子中的小分子易形成結晶，導致了材料的阻尼性能的下降。本文延續了吳馳飛設計阻尼材料的理念，嘗試利用同樣可形成氫鍵的、分子量較高且不易結晶的酚醛樹脂（PF）與丙烯酸酯橡膠（ACM）形成合金體系，研究其阻尼性能。
本研究所使用的酚醛樹脂的分子量與軟化點見下表：
1. 酚醛樹脂（PF）含量對共混體系（ACM/PF）阻尼性能的影響
圖1，2，3分別為三種PF/ACM共混物的內耗曲線。從圖中可以看出，PF的加入雖使純丙烯酸酯橡膠（ACM）的阻尼峰值降低，但隨著酚醛樹脂（PF）含量的增加，tanδ峰值由原來的-10℃左右上升到常溫，進而上升到50℃左右。tanδ>1.0的溫度跨度也向高溫偏移，并且由最初的20多度最終增加到40多度。因此，PF是一種很好的阻尼賦予劑，可以通過調整其含量來調整阻尼材料的適用溫域和溫度跨度。
1. 酚醛樹脂（PF）的分子量對共混體系（ACM/PF）阻尼性能的影響。
圖4為PF/ACM(50/50)_共混物的內耗曲線。由圖中可以看出，隨著PF分子量的增加，tanδ的峰值溫度逐漸向高溫偏移；而峰值卻隨著分子量的增加而降低。與位阻酚AO-80相比，當低分子物質含量同為50％時，雖然PF的加入使tanδ峰值有所降低，但tanδ>1.0的溫度范圍卻有所增加。而且，PF的分子量較大，不易結晶，且成本較低。綜上可知，酚醛樹脂是一種具有實用價值的較好的“阻尼賦予劑”，我們可以通過調節其添加量來調控體系的阻尼性能。而且可以添加適量的增塑劑來進一步調節峰值位置，還可以嘗試加入適量的交聯劑使PF進行適度交聯進而降低內耗峰的耗值而提高低溫、高溫時的tanδ值。
參考文獻：
1.Wu Chifei, T.Yamagishi, Y.Nakamoto, S.Ishida, K.Nitta, J. Polym. Sci.,: Part B: Polym. Phys., 38, 2843 (2000). [3]Wu Chifei, Chinese J. Polym. Sci., 21, 483 (2003).
致謝：本工作得到國家863計劃（2002AA333020）項目的資助
論文來源:2004年全國高分子材料科學與工程研討會論文集
