Функциональные материалы

Вибропоглощающие полимерные материалы

Для снижения уровня шума и вибрации в различных областях техники целесообразно использовать полимеры и полимерные композиционные материалы, обладающие специфическими динамическими механическими свойствами при воздействии изменяющихся по гармоническому закону напряжений и деформаций. Способность полимеров к так называемому механическому деформированию обусловлена тем, что в процессе деформирования полимеры, обладающие свойствами как жидкостей, так и твердых упругих тел, часть энергии накапливают, а часть рассеивают в виде тепла.
Требования к вибропоглощающим материалам предусматривают эффективность их применения в широкой области температур (от -60 до 150 ^оС) и частот (5 - 10000 Гц). Эффективность вибропоглощающих материалов оценивают, в частности, по тангенсу угла механических потерь (tg), максимум которого находится в интервале температур, соответствующих переходу полимера из стеклообразного в высокоэластическое состояние, т. е. при температуре механического стеклования. Величина tg определяется внутренним трением и микровязкостью полимера. Для вибропоглощающих материалов важной характеристикой является коэффициент механических потерь, который в зависимости от типа материала составляет 0,05 - 0,3. Целенаправленный выбор полимерной основы и других компонентов композиции позволяет создавать вибропоглощающие материалы, эффективные в широкой области температур и частот и обладающие специфическими свойствами: легкостью изготовления и нанесения на конструкции, способностью к самозатуханию и повышенной прочностью [ 1 - 9].
К таким материалам относятся слоистые мягкие и жесткие материалы, мастики, пленки, пенопласты и покрытия. Слоистые материалы марки "Полиакрил ВС" и их различные модификации (таблица) содержит полимерное связующее между слоями алюминиевой фольги. При этом в качестве связующего могут быть использованы поливинилацетат, полиалкил(мет)акрилаты, каучуки, полисилоксаны, полиуретаны, эпоксидные смолы, поливинилхлорид, олигоэфиракрилаты и др. [1, 6, 7, 9]. Высокое значение эффективного коэффициента механических потерь в звуковом диапазоне частот и пониженная горючесть таких материалов позволяет применять их в различных областях техники.

Cвойства вибропоглощающих материалов.

Особый интерес представляют вибропоглощающие материалы мастичного типа [3, 4, 8]. Полимерной основой в них является поливинилацетатная модифицированная (Адем-М, Адем-Т) и немодифицированная (Адем) дисперсия (ТУ 5.392-13367 - 83). Остальные компоненты композиции (наполнители, пластификаторы, антипирены и др.) обеспечивают специфический комплекс свойств вибропоглощающих мастик (см. таблицу). К преимуществам водоразбавляемых мастик относятся возможность из нанесения на любую, в том числе криволинейную поверхность, хорошие тиксотропные свойства, низкая токсичность и горючесть наряду с высокой вибропоглощающей способностью.
Вибропоглощающие материалы с повышенной температурой эксплуатации разработаны на основе эпоксидно-фенольных блок-сополимеров [5]. Такие материалы характеризуются высокой эффективностью поглощения вибрации в звуковом диапазоне частот при температуре 100^оС (см. таблицу), пониженной горючестью и возможностью варьирования их механических свойств в широких пределах.
Вибропоглощающие материалы различного типа, эффективные в широком интервале температур и частот, нашли применение в таких отраслях промышленности как судо- машино- и приборостроение.