新型高阻尼隔震橡胶支座的研发与性能研究

发布时间：2020-07-24 12:30

【摘要】：随着近年来强烈地震的频繁发生,建筑高阻尼隔震支座的需求越来越迫切。优良的高阻尼复合橡胶材料配方是制备高阻尼隔震支座的关键。国内学者关于复合材料的研究大都基于机械的振降噪,而运用于建筑高阻尼隔震支座复合材料的研究鲜有报道,故研发综合性能优异的建筑高阻尼隔震支座复合材料具有深远的意义。本文选取阻尼性能良好的强极性丁腈橡胶(NBR)作为基体材料,通过与有机小分子、极性橡胶及树脂等共混制备复合橡胶材料,研发了一系列综合性能优良的复合材料。采用万能试验机、动态机械分析仪等测试手段分析了复合材料的力学性能、阻尼性能及抗老化稳定性。依据实验配方制作3个同规格高阻尼隔震支座,并进行了压剪进试验研究。主要研究内容与结论如下:(1)将有机小分子AO-2246和溴化丁基橡胶(BIIR)分别与丁腈橡胶共混,制备两种二元复合材料NBR/AO-2246和NBR/BIIR。研究结果表明:NBR/AO-2246复合材料不仅具有优良的综合力学性能,其阻尼峰值较高且玻璃化温度能实现可调控;NBR/BIIR复合材料因各相交联密度不同导致力学性能降低。随着BIIR比例的增加,复合材料有效温域不断扩大,当共混比NBR/BIIR为30/70时,有效温域最大为85.60℃,但此时tanδ-T曲线波谷处阻尼值相对较低。进一步老化试验研究表明:NBR/AO-2246复合材料的抗老化稳定性差;相反,NBR/BIIR复合材料具有良好的抗老化稳定性,可作为配制高阻尼宽温域复合材料的基体材料。(2)基于二元NBR/BIIR复合材料基础上分别加入相容性良好的EVA树脂和氯丁橡胶(CR)制备两种三元复合材料NBR/BIIR/EVA和NBR/BIIR/CR。研究结果表明:三元复合体系都具有优良的综合力学性能和抗老化稳定性。NBR/BIIR/EVA复合材料因EVA树脂比例的增加,有效温域不断扩大,但波谷处阻尼值不满足tanδ≥0.3要求;NBR/BIIR/CR复合材料随着CR含增多,有效温域不断扩大而波谷处的阻尼值先升后降,当共混比NBR/BIIR/CR为30/70/60时,波谷处阻尼值达最大为0.68,有效温域为102.96℃,复合材料具有优良的综合性能。(3)基于NBR/BIIR/CR复合材料实验配方,制备3个规格相同的高阻尼隔震支座,对其进行试验研究。试验内容包括橡胶的材性试验、支座的力学性能及相关性试验。结果表明:高阻尼隔震支座各项力学性能指标优良,相比普通支座具有更好的阻尼性能。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU352.12
【图文】：

混炼胶,试样,硫化特性

图 2.3 混炼胶试样图 2.4 硫化胶试样.3 性能测试与表征.3.1 硫化特性硫化特性按照（GB/T16584-1996）[77]标准在高铁检测仪器有限公司 M-3000A 型仪上测定，选取测试温度为 150℃，测试时间为 30min，测试压力为 12MPa，设定焦烧时间，T90为正硫化时间，MH 为最大扭矩，ML 为最小扭矩，如图 2.5 所示。.3.2 力学性能测试复合材料的拉伸强度、定伸应力、伸长率等静态力学性能的测试均按照（GB28-2009）[78]标准测定。拉力实验用 6.0mm 宽裁刀制标准哑铃片，试样在扬州市道纯机械厂 WDL-2500N 型万能拉力试验机上进行测定。拉伸速率为 500mm/min，测试为 20～25℃，如图 2.6 所示。

硫化胶,试样,硫化特性

硫化特性,试样,静态力学性能,标准测定

图 2.3 混炼胶试样图 2.4 硫化胶试样性能测试与表征.1 硫化特性硫化特性按照（GB/T16584-1996）[77]标准在高铁检测仪器有限公司 M-3000A上测定，选取测试温度为 150℃，测试时间为 30min，测试压力为 12MPa，设定烧时间，T90为正硫化时间，MH 为最大扭矩，ML 为最小扭矩，如图 2.5 所示.2 力学性能测试复合材料的拉伸强度、定伸应力、伸长率等静态力学性能的测试均按照（-2009）[78]标准测定。拉力实验用 6.0mm 宽裁刀制标准哑铃片，试样在扬州市道械厂 WDL-2500N 型万能拉力试验机上进行测定。拉伸速率为 500mm/min，测 20～25℃，如图 2.6 所示。

【参考文献】