摘要
在轨道交通领域的振动和噪声控制中，互穿聚合物网络（IPN）阻尼材料因具有优异的阻尼性能而受到广泛关注。因此，开展IPN阻尼材料的基础理论研究具有十分重要的意义。本文重点研究了合成工艺对聚氨酯/聚甲基丙烯酸酯（PU/PMA）IPN阻尼材料的静态力学性能、阻尼性能和耐热老化性能的影响。 本文采用两步法合成了PU/PMAIPN阻尼材料。通过改变组分配比、交联剂用量、固化工艺和添加石墨填料等手段制备了一系列样品。 比较分析了合成工艺参数对IPN材料静态力学性能和阻尼性能的影响。结果表明:(1)随聚丙烯酸酯(PMA)含量的增加，IPN材料表现出高拉伸强度、高硬度和低断裂伸长率的特征;而增加交联剂用量和提高固化温度均有助于IPN材料力学强度的提高。(2)改变组分配比、交联剂用量和固化温度都会对IPN材料的阻尼性能产生明显影响，其中组分配比为PU/PMA=40/60、交联剂用量2％并在80℃下固化的IPN材料的损耗因子最大。这与合成工艺对IPN材料相容性的影响有关。 采用石墨填料对IPN基体材料进行改性，比较了石墨用量和粒径对改性效果的影响。结果表明:(1)石墨用量的增加和粒径的减小有助于材料力学强度的提高。(2)石墨的加入改善了IPN体系的相容性，而且石墨粒径的减小有助于复合材料阻尼性能的提高，这与石墨本身的特殊片层状结构有关;随着石墨用量的增加，复合材料的阻尼性能先升高后降低，当用量为10wt％时，复合材料的损耗因子最大值由0.73提高至0.84，有效阻尼温域和频域分别为73℃和2500Hz。这是由自由体积效应和石墨本身的阻尼机制共同作用所致。 此外，IPN基体材料在热环境中由于热氧反应的作用容易出现老化，表现为材料表观的变化和阻尼性能的下降。而且，由于硅烷偶联剂的作用，添加石墨加剧了基体材料的热老化反应，使其阻尼性能的下降更为显著。
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