plasticnewsПластические массыPlasticheskie massy0554-2901PLASTMASSY Publishing House (Moscow)10.35164/0554-2901-2023-11-12-26-30plasticnews-934Research ArticleСТРУКТУРА И СВОЙСТВАSTRUCTURE AND PROPERTIESДемпфирующие материалы на основе пластифицированных полибутилметакрилата, полиметилметакрилата и поливинилацетатаDamping materials based on plasticized polybutyl methacrylate, polymethyl methacrylate and polyvinyl acetateСятковскийА. И.SyatkovskiyA. I.

Санкт-Петербург

St Petersburg

nauka@plastpolymer.comСимонов-ЕмельяновИ. Д.Simonov-EmelyanovI. D.

Москва

Moscow

nauka@plastpolymer.comOAО «Пластполимер»РоссияPlastpolymer JSСRussian FederationМИРЭА – Российский технологический университет (МИТХТ им. М.В. Ломоносова)РоссияMIREA – Russian Technological University (Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies)Russian Federation202311012024011-122630Copyright © Сятковский А.И., Симонов-Емельянов И.Д., 20242024Сятковский А.И., Симонов-Емельянов И.Д.Syatkovskiy A.I., Simonov-Emelyanov I.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/934

Целью представленной работы является исследование методом ДМА влияния состава наполненных и ненаполненных пластифицированных композиций на основе поливинилацетата (ПВА), полибутилметакрилата (ПБМА) и полиметилметакрилата (ПММА) на их демпфирующие характеристики. Установлено, что при введении пластификатора в полимер величина коэффициента механических потерь сначала возрастает, достигает своего максимального значения, и при дальнейшем увеличении содержания пластификатора начинает снижаться. Максимальный эффект наблюдается при объемных соотношениях пластификатор/полимер 0,2-0,4. Сходным образом ведут себя две другие диссипативные характеристики исследованных полимерных композиций: температурный интервал эффективного демпфирования и интегральный коэффициент механических потерь. Установлено, что добавки хлорсодержащих парафинов в композиции на основе ПВА и ПБМА позволяют существенно улучшить их характеристики вибропоглощения. При введении в композиции наполнителя (слюды) увеличивается модуль упругости материалов во всем температурном диапазоне (особенно существенно для композиций с большим содержанием пластификатора), незначительно снижается коэффициент механических потерь и практически не изменяется температура, при которой наблюдается максимальное демпфирование. Возникновения дополнительных механизмов релаксации не наблюдается.

The purpose of the presented work is to investigate by DMA method the influence of the composition of filled and unfilled plasticized compositions based on polyvinyl acetate (PVA), polybutyl methacrylate (PBMA) and polymethyl methacrylate (PMMA) on their damping characteristics. It was found that when plasticizer is introduced into the polymer, the value of the mechanical loss coefficient first increases, reaches its maximum, and begins to decrease with further increase in the plasticizer content. The maximum effect is observed at a plasticizer/polymer volume ratio of 0.2-0.4. Two other dissipative characteristics, the temperature interval of effective damping and the integral coefficient of mechanical losses, are changing similarly. It is established that the additives of chlorinated paraffins in compositions based on PVA and PBMA can significantly improve their vibration absorbing characteristics. Introduction of mica filler into the composition of plasticized compositions based on PVA and PBMA does not lead to the appearаnсe of additional relaxation mechanisms. With increasing of the content of mica, the elastic modulus of compositions increases in the entire temperature range (especially significantly for compositions with a high content of plasticizer), the coefficient of mechanical losses slightly decreases, and the temperature practically does not change at which the maximum damping is observed.

поливинилацетатполибутилметакрилатполиметилметакрилатпластифицированные композициивибропоглощающие свойствадемпфирующие материалыpolyvinyl acetatpolybutyl methacrylatepolymethyl methacrylateplasticized compositionsdamping propertiesdamping materialsReferencesE.M. Kerwin, Jr., E.E.Ungar. Requirement Imposed on Polymer Materials by Structural Damping Application.// Sound and Vibration Damping with Polymers. ACS Symp. Ser. Am. Chem. Soc. Washington, DC, 1990, P. 317–345.E.M. Kerwin, Jr., E.E.Ungar. Requirement Imposed on Polymer Materials by Structural Damping Application.// Sound and Vibration Damping with Polymers. ACS Symp. Ser. Am. Chem. Soc. Washington, DC, 1990, P. 317–345.Chakraborty B.C., Debdatta Ratna. Polymer for vibration damping applications // Elsevier. 2020. P. 348. eBook ISBN: 9780128192535.Chakraborty B.C., Debdatta Ratna. Polymer for vibration damping applications // Elsevier. 2020. P. 348. eBook ISBN: 9780128192535.M.C.O. Chang, D.A. Thomas, L.H. Sperling. Characterization of Area Under Loss Modulus and Tan δ-Temperature Curves: Acrylic Polymers and Their Sequential Interpenetrating Polymer Networks // J. Appl.Polym.Sci., 1987, Vol. 34, Р. 409–422.M.C.O. Chang, D.A. Thomas, L.H. Sperling. Characterization of Area Under Loss Modulus and Tan δ-Temperature Curves: Acrylic Polymers and Their Sequential Interpenetrating Polymer Networks // J. Appl.Polym.Sci., 1987, Vol. 34, Р. 409–422.T. Ogawa, T. Yamada. A Numerical Prediction on Peak Area in Loss Factor for Polymers //J. Appl. Polym. Sci., 1994, Vol. 53, Р. 1663–1666.T. Ogawa, T. Yamada. A Numerical Prediction on Peak Area in Loss Factor for Polymers //J. Appl. Polym. Sci., 1994, Vol. 53, Р. 1663–1666.X. Yin, Ch. Liu, Y. Lin, A. Guan, G. Wu. Influence of hydrogen bonding interaction on the damping properties of poly (n-butyl methacrylate)/small molecule hybrids //J. Appl. Polym. Sci., 2015, 132, 41954. DOI: 10.1002/app.41954.X. Yin, Ch. Liu, Y. Lin, A. Guan, G. Wu. Infl uence of hydrogen bonding interaction on the damping properties of poly (n-butyl methacrylate)/small molecule hybrids //J. Appl. Polym. Sci., 2015, 132, 41954. DOI: 10.1002/app.41954.X. He, M. Qu, X. Shi. Damping Properties of Ethylene-Vinyl Acetate Rubber/ Polylactic Acid Blends // Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 2016, 4, 15-22. http://dx.doi.org/10.4236/msce.2016.43003.X. He, M. Qu, X. Shi. Damping Properties of Ethylene-Vinyl Acetate Rubber/ Polylactic Acid Blends // Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 2016, 4, 15-22. http://dx.doi.org/10.4236/msce.2016.43003.R.A.S. Moreira, J. Dias Rodrigues. Multilayer Damping Treatments: Modeling and Experimental Assessment. // Journal of Sandwich Structures and Materials. 2010, Vol. 12, P. 181–198.R.A.S. Moreira, J. Dias Rodrigues. Multilayer Damping Treatments: Modeling and Experimental Assessment. // Journal of Sandwich Structures and Materials. 2010, Vol. 12, P. 181–198.H. Zhang, X. Ding, Q. Wang, W. Ni, H. Li. Topology optimization of composite material with high broadband damping. // Computers and Structures, 2020, 239, 106331. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2020.1063310045-7949.H. Zhang, X. Ding, Q. Wang, W. Ni, H. Li. Topology optimization of composite material with high broadband damping. // Computers and Structures, 2020, 239, 106331. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2020.1063310045-7949.Ионов А.В. Средства снижения вибрации и шума на судах. СПб: ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, 2000. – 368 с.Ионов А.В. Средства снижения вибрации и шума на судах. СПб: ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, 2000. – 368 с.Laurence E. Nilsen, Robert. F. Landel. Mechanical Properties of Polymers and Composites. 2nd., ed. Marcel Dekker, Inc., New York, 1994.Laurence E. Nilsen, Robert. F. Landel. Mechanical Properties of Polymers and Composites. 2nd., ed. Marcel Dekker, Inc., New York, 1994.Chifei Wu. Organic Hybrid of Chlorinated Polyethylene and Hindered Phenol. IV. Modification on Dynamic Mechanical Properties by Chlorinated Paraffi n. // J. of Polymer Sci.; Part B: Polymer Physics, 2001, Vol. 39, P. 23–31.Chifei Wu. Organic Hybrid of Chlorinated Polyethylene and Hindered Phenol. IV. Modifi cation on Dynamic Mechanical Properties by Chlorinated Paraffi n. // J. of Polymer Sci.; Part B: Polymer Physics, 2001, Vol. 39, P. 23–31.Волоцкий А.Н., Юркин Ю.В., Черкасов В.Д., Авдонин В.В., Мансурова И.А. Оценка влияния полярности пластификатора на динамические свойства полимерных материалов на основе этиленвинилацетата // Вестник БГТУ им В.Г. Шухова. 2018, №9, С. 15–23. http://doi.org/10.12737/article_5bab4.04154876a18018689.04154876.Волоцкий А.Н., Юркин Ю.В., Черкасов В.Д., Авдонин В.В., Мансурова И.А. Оценка влияния полярности пластификатора на динамические свойства полимерных материалов на основе этиленвинилацетата // Вестник БГТУ им В.Г. Шухова. 2018, №9, С. 15–23. http://doi.org/10.12737/article_5bab4.04154876a18018689.04154876.G. Shi, Y. Liu, G.Wu. βfast Relaxation Governs the Damping Stability of Acrylic Polymer / Hindered Phenol Hybrids. // Macromolecules, https://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.0c00255.G. Shi, Y. Liu, G.Wu. βfast Relaxation Governs the Damping Stability of Acrylic Polymer / Hindered Phenol Hybrids. // Macromolecules, https://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.0c00255.Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. М.: Химия, 1977. – 304 с.Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. М.: Химия, 1977. – 304 с.Скуратова Т.Б., Кириллов С.Е., Сятковский А.И. Диссипативные свойства полимерных пленок и композитных материалов на основе поливинилацетата // ЖПХ. 2019. Т. 92. № 7. С. 881–887. https://doi.org/10.1134/S0044461819070090Skuratova T. B., Kirillov S. E., Syatkovskii A. I. Dissipative properties of polymer fi lms and composite materials based on polyvinyl acetate // Russ. J. Appl. Chem. 2019. V. 92. №7. P. 952–957. https//doi.org/10.1134/S0044461819070090Сятковский А.И., Скуратова Т.Б., Трофимов Д.Н., Симонов-Емельянов И.Д. Диссипативные свойства термопластичных полимерных пленок и композитных материалов на основе полибутилметакрилата. // Материаловедение. 2021. №11 - С. 10–16. DOI: 10.31044/1684-579X-2021-0-11-10-16.Сятковский А.И., Скуратова Т.Б., Трофимов Д.Н., СимоновЕмельянов И.Д. Диссипативные свойства термопластичных полимерных пленок и композитных материалов на основе полибутилметакрилата. // Материаловедение. 2021. №11 - С. 10–16. DOI: 10.31044/1684-579X-2021-0-11-10-16.Сятковский А.И., Скуратова Т.Б., Крылова Ю.В., Симонов-Емельянов И.Д. Термопластичные пленки для вибропоглощающих слоистых материалов с улучшенной водостойкостью // Пластические массы. 2021. № 1-2. – С.19–21. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-1-2-19-21Сятковский А.И., Скуратова Т.Б., Крылова Ю.В., Симонов-Емельянов И.Д. Термопластичные пленки для вибропоглощающих слоистых материалов с улучшенной водостойкостью // Пластические массы. 2021. № 1-2. – С.19–21. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-1-2-19-21Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров. М.: Изд-во И.Л., 1963. – 535 с.Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров. М.: Изд-во И.Л., 1963. – 535 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.