水性胶乳互穿网络阻尼涂料的制备及性能研究

发布时间：2020-10-10 16:37

　　 水性胶乳互穿网络阻尼涂料是一种绿色环保阻尼性能优异的水性阻尼涂料。本文关注了水性胶乳互穿网络阻尼涂料的两个关键部分,一个是互穿网络乳液,另一个是阻尼涂料的配方设计。本实验合成了一系列胶乳互穿网络(LIPN)乳液,并分析它们的阻尼性能,总结出各因素对LIPN乳液阻尼性能的影响规律:LIPN乳液的阻尼性能随着交联剂DVB的加入量先增强后减弱,DVB的最佳加入量为0.5%。在核层硬相聚合物占质量多数时,改变LIPN乳胶粒聚合物网络配比,会降低聚合物网络间的相容性;在壳层软相聚合物占质量多数时,改变聚合物网络配比,会降低LIPN乳液的阻尼损耗峰值和缩小阻尼温域(损耗因子大于0.3的温度范围)。为得到最佳阻尼性能,LIPN乳液聚合物网络最佳质量比为50/50。相比单体分批加料,饥饿加料法更有利于分子链的充分交联和互穿网络结构的形成,也有助于提升LIPN的阻尼性能;论文还研究了醋酸乙烯和甲基丙烯酸十八酯功能单体改性以及双向互穿网络结构改性,发现甲基丙烯酸十八酯作为功能单体能提升LIPN乳液的阻尼温域和低温阻尼损耗因子;双向互穿网络结构改性能明显拓宽LIPN乳液阻尼损耗因子峰宽和阻尼温域,并进一步增强聚合物网络间的相容性。采用FTIR、DSC、TEM,DLS,DMA等方法对优选的LIPN乳液进行表征。FTIR显示乳液中基本没有单体残留,单体的转换率高;DSC曲线显示LIPN乳液只有一个玻璃化转变温度为9.2℃,说明LIPN乳胶粒中聚合物网络的相容性好;TEM及DLS测试表明乳液的平均粒径在200nm左右,且粒径大小集中,形态分布均匀,单个乳胶粒有明显的核壳形态和双向互穿网络特征;DMA测试显示乳液具有高达1.12的损耗因子,跨度为114.7℃的阻尼温域和较宽的损耗因子峰。以自制的互穿网络乳液为基料配制成水性阻尼涂料,并研究配方中各类填料、助剂以及制备工艺中真空处理真空度对涂料力学性、阻尼性能和涂膜性能的影响。研究发现:当颜基比为1.8时,涂料的阻尼温域最宽,阻尼峰值也较高,涂膜性能最佳;当颜料体积浓度PVC=35%时,阻尼涂料的拉伸力学性能和阻尼性能最佳;片状石墨有相对较强的阻尼增强作用,重钙、滑石粉和云母粉对涂料阻尼性能影响不大;Expancel微球和空心玻璃微珠都有优异的阻尼增强作用;增稠剂ASE-60的用量在0.7%-0.9%范围内涂膜性能和稳定性最好。消泡剂的用量在0.4%-0.5%,阻尼涂料拉伸性能最好。真空处理时真空度为0.06MPa时,涂料的涂膜性能和力学性最佳。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ630.1
【部分图文】：

图 1-1 粘弹体动态应力下应力与应变的关系Fig.1-1 different stress-strain curves of viscoelastic material under dynamic force图 1-2 粘弹体动态应力下应力-应变曲线Fig 1-2 stress-strain curves of viscoelastic material under dynamic force

3图 1-2 粘弹体动态应力下应力-应变曲线s-strain curves of viscoelastic material under dyn的阻尼机理材料。聚合物阻尼材料作为粘弹性阻尼材输入机械能时，材料的弹性部分能将部分一部分机械分通过分子间的内摩擦转换为，宏观表现为材料的振幅逐渐减小，噪声聚合物分子有线型和体型之分，线性高分和氢键维系。当受热或受外力作用时，

华南理工大学硕士学位论文就是一个分子。对于聚合物粘弹性阻尼材料来说，的内耗，因此多半以柔顺性相对好的聚合物材料作交联[11]。的内耗主要是由分子链段运动产生的，而分子链段-3 所示，当温度较低时，聚合物处于玻璃态，分子处不能耗散能量。当温度升至聚合物的玻璃化转变区子链段的运动开始活跃起来，外界输入的部分机械能。当温度继续升高，聚合物阻尼材料进入橡胶态而分子链段之间相对滑移很少，也就是内摩擦小，
【参考文献】

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本文编号：2835318