橡胶减震.doc

随着现代工业的飞速发展,震动和噪音已经成为各个领域的严重问题:它会降低操作精度,影响产品质量;缩短产品寿命,使得高精仪器不能正常工作;危及安全性,使设备或构建物早期破坏;污染环境及影响人身健康,诸如地震之类的震动甚至还给人类的生命财产造成极大的损害。因此,研究和掌握震动控制与噪音控制技术已是各国工业发展面临的重大课题。消除震动和噪音的最根本和最好方法是减少或者消除震动源的震动,但实际上要想完全消除震动源的震动是不可能的,因此必须采取其他控制震动的方法。实际应用中最广泛、最有效的方法是使用各种减震制品,尤其是橡胶减震制品。它能够有效地隔离震动与激发源, 还可以缓和震动体的震动,因此被广泛地应用于各种机动车辆、飞机、船舰等的动力机械及风机、水泵等辅助设备和仪器的震动隔离。近年来,一些大型建筑物和桥梁等也采用了隔离地震的层压橡胶垫支撑建筑物。对于结构震动和结构噪音的阻尼处理,也广泛地使用特殊的橡胶材料,称为黏弹性高阻尼材料。 1橡胶的减震作用及减震橡胶材料橡胶的特点是既有高弹态又有高黏态,橡胶的弹性是由其卷曲分子构象的变化产生的,橡胶分子间相互作用会妨碍分子链的运动,又表现出黏性特点,以致应力与应变往往处于不平衡状态。橡胶的这种卷曲的长链分子结构及分子间存在的较弱的次级力;使得橡胶材料呈现出独特的黏弹性能,因而具有良好的减震、隔音和缓冲性能。橡胶部件广泛用于隔离震动和吸收冲击,就是因为其具有滞后、阻尼及能进行可逆大变形的特点。橡胶的滞后和内摩擦特性通常用损耗因子表示,损耗因子越大,橡胶的阻尼和生热越显著,减震效果越明显。橡胶材料损耗因子的大小不仅与橡胶本身的结构有关,而且与温度和频率有关。在常温下,天然橡胶(NR) 和顺丁橡胶(BR) 的损耗因子较小,丁苯橡胶(SBR) 、***丁橡胶(CR) 、乙丙橡胶(EPR) 、聚氨酯橡胶(PU) 和硅橡胶的损耗因子居中,丁基橡胶(HR) 和丁***橡胶(NBR) 的损耗因子最大。用作减震目的的橡胶材料一般分 5种,即 NR , SBR , BR 为普通橡胶材料; NBR 用于耐油硫化胶; CR 用于耐天候硫化胶; IIR 用于高阻尼硫化胶; EPR 用于耐热硫化胶。 NR 虽然损耗因子较小,但其综合性能最好,具有优异的弹性,耐疲劳性好,生热低,蠕变小,与金属件黏合性能好,耐寒性、电绝缘性和加工性能也好,因此 NR 被广泛地用作减震目的,要求耐低温或耐天候性能时,可与 BR 或 CR 并用或共混改性。 Nishiue 等采用 NR 、 BR 及碳原子数大于 4 的含有-OH 基团有机酸的金属盐制成的减震器具有较好的耐久性能, 在 70 ℃× 22h 和 40 ℃× 148h 条件下的压缩永久变形分别为 % 和 % 。由于 EPDM 耐天候、耐臭氧老化、电绝缘性、耐热和耐寒等性能优异,近年来受到广泛关注。最近,日本三井化学公司与鬼怒川橡胶公司通过采用高相对分子质量的 EPDM 与低相对分子质量的 EPDM 并用, 合作开发出一种新型耐热减震橡胶材料, 并获得了日本专利。该减震橡胶的各项测试表明,其减震性能与 NR 相同,但其耐热性、低温柔软性要比 NR 等其他橡胶好。 Iizumi 采用 EPDM 制成用于汽车部件上的减震器用橡胶材料,具有很好的耐热性,在 190 ℃× 5h 热老化后,材料仍具有很好的层间黏合