减震阻尼橡胶特性喝配方设计要点

现实生活中振动无处不在,振动的现象是不容忽视也是不可缺少的,人们一直致力于振动 的产生,控制和消除的研究,所有的物体的振动都会产生声音,如果没有振动就不会有音乐,人类也无法进行语言交流了.但是振动也会对人们的生活产生许多不利的影响,如:共振会导致装置的损坏,噪音会影响人类的生活环境等.怎样将振动对人们产生的不利影响减到小,是当前减震技术发展和追求的方向。减震技术的核心是消除干扰性振动或找出解决的方法,现在比较适用和成熟的减震方法 是橡胶减震系统,早在橡胶应用于工业之初,人们就使用了橡胶隔离来进行减震。

橡胶是一种很理想的阻尼材料，阻尼减震技术是利用橡胶特有的粘弹性，在震动过程中，在外力作用下导致剧烈的内摩擦，产生了反作用力，将动能转化为热能，实现了能量转换，从而达到降低震幅的目的。

减震橡胶的作用:

代替金属弹簧起到消振,吸振作用.其主要的性能要求在静刚度、动刚度、耐久性能上。

减震橡胶的特点:

①橡胶是由多种材料相组合而成,同一种形状通过材料调整可以拥有不同的性能.

②橡胶内部分子之间的摩擦使它拥有的阻尼性能,即运动的滞后性(受力过程中橡胶的变形滞后于橡胶的应力).  

③橡胶在压缩、剪切、拉伸过程中都会产生不同的弹性系数

减震橡胶的性能特征：

静刚度的定义：指减震橡胶在的位移范围内,其所受压力(或拉伸力) 变化量与其位移变化量的比值.

动刚度的定义：指减震橡胶在的位移范围内, 的频率下, 其所受压力(或拉伸力)变化量与其位移变化量的比值.

动倍率的定义指减震橡胶在的位移范围内所测定的动刚度与静刚度的比值,即:Kd/Ks

损耗系数: 在减震橡胶的受力过程中,橡胶的变形与橡胶的应力之间存在着的相位差,而橡胶的应力一般要超前于橡胶的变形的相位角δ

扭转刚度: 指减震橡胶在的扭转角范围内,其扭转力矩与扭转角之间的比值.  

耐久性能: 指减震橡胶在的方向的预加载荷、振幅、振动频率下,经往复振动n次后产品完好或将产品往复振动直至破坏时的振动次数, 耐久性能是衡量一个减震橡胶件的安全性能和综合性能的重要指标.

减振橡胶板的主要性能指标是：化胶的静刚度，即硫化胶的弹性模量；硫化胶的阻尼性能，即阻尼系数；硫化胶的动态模量。除上述关键性能指标外，还应考虑疲劳、蠕变、耐热以及与金属黏合强度等性能。

1. 减振橡胶板橡胶品种的选择

减振橡胶板的阻尼性能主要取决于橡胶的分子结构，例如分子链上引人的侧基体积较大时，阻碍链段运动，增加了分子之间的内摩擦，使阻尼系数tan&增大。结晶的存在也会降低体系的阻尼特性，例如在减振效果较好的CIIR中混人结晶的IR时，并用胶的阻尼系数tan&将随IR含量增加而降低。

在通用橡胶中，tan&由大到小的排列顺序是：IIR>NBR>CR、SBR>Q, EPDM、PU>NR>BR。NR的tan&虽然比较小，但其耐疲劳性、生热、蠕变与金属黏合等综合性能好，所以NR还广泛地用于减振橡胶板。如要求耐低温，可与BR并用；要求耐天候老化时，可选用CR；要求耐油时可选用NBR；对低温动态性能要求苛刻的可选用硅橡胶。一般要求低阻尼时采用NR；要求高阻尼时采用IIR或CIIR。

2.硫化体系的影响

硫化体系与硫化胶的刚度、tan&、耐热性、耐疲劳性均有关系。一般硫化胶网络中硫原子越少，交联键越牢固，硫化胶的弹性模量越大，tan&越小。各种硫化体系的耐热疲劳寿命抝下：无硫硫化体系>EV>SEV>CV。

交联剂用量的影响：在SBR中随硫黄用量增加，静刚度上升，阻尼系数下降，动刚度基本不变。

3.填充体系的影响

填充体系与硫化胶的动模量、静模量、tan&有密切关系，当硫化胶受力产生形变时，橡胶分子链段与填料之间或填料与填料之间产生内摩擦使硫化胶的阻尼增大。填料的粒径越小，比表面积越大，与橡胶分子的接触面越大，其物理结点越多，触变性越大，在动态应变中产生的滞后损耗越大。因此填料的粒径越小，活性越大，硫化胶的阻尼性、动模量和静模量也较大。填料粒子形状对硫化胶的阻尼和模量也有影响，例如片状云母粉可使硫化胶获得更高的阻尼性和模量。

在减振橡胶板配方中，NR使用SRF和FT炭黑较好；合成橡胶可使用FEF和GPF炭黑。一般随炭黑用量增加，硫化胶的阻尼系数和刚度也随之增加。另外随炭黑用量增加，对振幅的依赖性也随之增大。

为了尽可能提髙减振橡胶板的阻尼特性，降低蠕变及性能对温度的依赖性，往往在髙阻尼的隔振橡胶中配合一些特殊的填充剂，例如蛭石、石墨等。

白炭黑补强效果仅次于炭黑，但动态性能远不如炭黑。碳酸钙、陶土、碳酸镁等无机填料补强性较弱，为了获得规定的模量，势必要比炭黑的用量大，加大这些无机填料的用量，对其他性能会产生不利的影响，所以一般很少采用。

4.增塑体系的影响

用作减振橡胶板的增塑剂，如要求阻尼峰加宽，应使用与橡胶不相容或只有限度溶解度的增塑剂。通常随增塑剂用量加，硫化胶的弹性模量降低，阻尼系数增大。增加增塑剂用量，虽然能改善低温性能釉耐疲劳性能，但同时也会使蠕变和应力松弛速度增大，影响使用可靠性，因此增塑剂用量不宜过多。

一般增塑剂的分子结构与橡胶的分子结构在极性要匹配，即极性橡胶选用极性增塑剂，反之亦然。NR使用松焦油、锭子油等增塑剂。NBR则使用DBP、 DOS、DOP、DOA等增塑剂。