摘要
水下吸声材料对提高潜艇声隐身能力具有重要的意义，当前对水下吸声材料的研究大多是基于现有的聚合物材料进行结构和配方的改进来提高吸声性能，潜力已经消耗殆尽，因此从分子结构上对聚合物基体进行新的设计迫在眉睫。本文采用活性阴离子聚合方法和分子结构设计手段，以苯乙烯和丁二烯为聚合单体，正丁基锂为引发剂，2,2-二（四氢呋喃）丙烷(DTHEP)、四氢呋喃为调节剂，环己烷为溶剂，通过活性阴离子共聚合设计并合成出两段组成及比例不同的嵌段型溶聚丁苯橡胶(SSBR)，利用氢核磁共振(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等手段对嵌段聚合物进行化学结构、分子量及分布表征。对SSBR基体材料进行配方设计制备声学样品，采用橡胶拉力机和动态热机械分析仪(DMTA)分别对样品的力学性能和动态力学性能进行测试，利用水声无源材料声脉冲管法测试系统表征材料的吸声系数。通过分子模拟手段构建不同嵌段结构的SSBR复合体系，并计算不同压力下体系的玻璃化转变温度和自由体积分数，进一步探究分子结构与吸声性能的规律关系。 结果表明，嵌段SSBR分子结构满足设计要求；嵌段SSBR软段与硬段的玻璃化转变温度相差过大会导致相容性较差，出现孤立的两个阻尼峰，峰与峰之间阻尼和吸声性能变差；嵌段型SSBR软段与硬段的质量比例越高，有效阻尼温域越宽，吸声性能表现越好；当嵌段SSBR两段结苯含量分别为25%、50%且质量比为7/3时，吸声性能表现最优，在压力0.1MPa~3.0MPa范围内吸声性能基本保持一致。模拟结果表明压力增大使体系玻璃化转变温度向高温区域移动，自由体积分数逐渐减小，阻尼温域偏离使用环境温度、自由体积空间限制分子链运动是导致吸声性能降低的主要原因。
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