Демпфирующие материалы на основе пластифицированных полибутилметакрилата, полиметилметакрилата и поливинилацетата

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.

1. 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.

2. Chakraborty B.C., Debdatta Ratna. Polymer for vibration damping applications // Elsevier. 2020. P. 348. eBook ISBN: 9780128192535.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. Ионов А.В. Средства снижения вибрации и шума на судах. СПб: ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, 2000. – 368 с.

10. Laurence E. Nilsen, Robert. F. Landel. Mechanical Properties of Polymers and Composites. 2nd., ed. Marcel Dekker, Inc., New York, 1994.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. М.: Химия, 1977. – 304 с.

15. 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/S0044461819070090

16. Сятковский 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.

17. 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/10.35164/0554-2901-2021-1-2-19-21

18. Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров. М.: Изд-во И.Л., 1963. – 535 с.