專利名稱:內嵌高聚物中空纖維的阻尼復合材料及其制備方法
技術領域:
本發明涉及一種阻尼復合材料及其制備方法,尤其涉及.'種內嵌高聚物中 空纖維的阻尼復合材料及其制備方法。
背景技術:
阻尼材料是近年來發展起來的一種減振降噪材料,屬環境功能材料。隨著 現代科學技術的迅猛發展,軍工業設備的日趨高速化、大功率化及高精確化導 致振動和噪聲影響更加嚴重,這些嚴重的振動和噪聲不僅惡化了人機工作環 境,而且寬頻帶隨機激振引起的多共振峰響應使電子器件失效,儀器、儀表失 靈和機械部件的結構疲勞,嚴重時可引發災難性后果。另外,振動和噪聲也嚴 重危害操作人員的身心健康,引起操作人員的精神和體力疲勞。
合理使用阻尼材料可以有效地降低振動和噪聲。隨著環境保護意識的提高 和振動與噪聲控制標準的日益嚴格,振動與噪聲的阻尼控制在飛機和汽車等載 運工具的結構設計中已成為重要需求,其中研究輕型高阻尼復合結構已成為復 合阻尼結構領域的前沿研究熱點,研制與開發高阻尼復合材料已成為新型阻尼 材料發展的趨勢。
高聚物中空纖維是指貫通纖維軸向具有管狀空腔的化學纖維,自20世紀 60年代初,高聚物中空纖維已經開始被人們關注并在很多領域開始應用,有機 高聚物中空纖維可以由不同的材料制備而成,現有的高聚物中空纖維,通常是 由熔融紡絲或濕法紡絲技術紡制而成。目前該類高聚物中空纖維多用來做膜, 應用在水處理當中,然而用T減振降噪方面的高聚物中空纖維阻尼結構材料尚 未見報道。本發明耦合了高聚物高聚物中空纖維材料本身阻尼特性、高聚物中
3空纖維的中空緩沖作用、高聚物中空纖維偏角鋪設引發的內嵌阻尼層各向異性 等多種有利于提高結構材料阻尼耗能的因素。
發明內容
本發明的目的在于提供一種內嵌高聚物巾吟:纖維的阻尼復合材料及其制 備方法,該制備方法工藝簡爭,生產成木低,設備投資少,與能滿足結構強度 和剛度要求的不同彈性材料層多層交替層合,是材料和結構相復合研發新型環 境功能材料的理想途徑。
本發明是這樣來實現的,其特征是工藝方法步驟為
1、 偏角鋪設高聚物中空纖維層板的制作在潔凈的玻璃板上刮涂一層改性 環氧樹脂,將裁剪好的高聚物中空纖維并列排布整齊在改性環氧樹脂薄層上, 用改性環氧樹脂涂刷填充高聚物中空纖維間的空隙,用刮板涂抹平整,刮去多 余的改性環氧樹脂,放于通風處待其同化復合,千燥透徹后參照纖維取向裁成 不同角度待用;
2、 約束層的制作取一塊潔凈玻璃板,將選好厚度的回形模板置于該玻 璃板上,在槽中倒入攪拌均勻的改性環氧樹脂,緊貼回形模板壁,用刮伊刮平 整,室溫通風干燥;
3、 高聚物中空纖維層板與約束層層合將制作好的高聚物中空纖維層板 和約束層,用改性環氧樹脂進行緊密粘合,干燥一段時間后用細砂紙打磨,用 脫脂紗布蘸丙酮清洗干凈,晾干即可。
本發明所述的阻尼復合材料,它包括高聚物中空纖維、約束層,其特征是 兩層約束層內嵌高聚物中空纖維。
本發明所述的高聚物中空纖維做偏角鋪設。本發明的優點是獲得約朿層與偏角鋪設高聚物中空纖維層層合復合材料
阻尼值大于0.54的阻尼平臺區AHz為5 112Hz,阻尼峰值為O. 55 0. 56,該產
品阻尼具有較寬的頻率平臺區,安全性好,適用于航空、艦船、工程機械和建 筑物等減震隔音方面,也可根據實際需要確定阻尼產品的參數,以確定加工特
定廣品c
圖1為發明的阻尼復合材料結構示意圖。
圖2為發明的阻尼復合材料實施例樣品的阻尼頻率特性圖。
具體實施例方式
如圖1所示,本發明是這樣實現的,兩層約束層2內嵌高聚物中空纖維1。 其原料組成為聚氨酯與聚砜相混紡高聚物中空纖維(聚氨脂70%,聚砜30%, 固含量33%; 孔半徑O. 58mm;壁厚0.08ram); A組分T54/T60型環氧樹脂;
B組分同化劑;二甲苯;丙酮。 制作步驟為 l.環氧樹脂的調配;
① 打開電子天平,裁剪一小片干凈的玻璃紙,放入天平內稱其重量后將
數據歸零;
② 取出玻璃紙,用玻璃棒挑取少量B組分固化劑于玻璃紙上,將其一齊放 入電于天平內稱重,顯示數據即為固化劑的重量。
③ 按密度1.05來計算出所取固化劑的體積,按組分A與組分B比例為16: 1, 取相應體積的環氧樹脂于100ml小燒杯中;
④ 用量筒量取一定體積的二甲苯作為溶劑,倒入裝有環氧樹脂的燒杯中, 用玻璃棒不斷攪拌,直至其完全溶解 待環氧樹脂完全溶解后,將先前稱取的固化劑加入其中,攪拌均勻待用。
2. 單層偏角鋪設高聚物中空纖維層板的制作;
① 在表面光滑玻璃板上薄涂一層改性環氧樹脂;
② 將裁剪好的高聚物中空纖維l并列排布整齊,粘于玻璃板上涂有改性環 氧樹脂的區域;
③ 用改性環氧樹脂涂刷填充高聚物中空纖維l間的空隙,用刮板涂抹平整, 刮去多余的改性環氧樹脂;
④ 用刮板鏟起已經略微粘貼在一起的高聚物中空纖維板,將其翻面,再涂 刷一次。
⑤ 鏟起后,放于通風處待其固化。
3. 約束層2的制備;
取一塊潔凈玻璃板將選好厚度的回形模板置于該玻璃板上,在回行模板中 倒入攪拌均勻調配好的改性環氧樹脂,緊貼回形模板用刮鏟刮平整,室溫通風 干燥成型。
4. 偏角鋪設纖維層做夾心阻尼層與約束層層合;
將制作好的高聚物中空纖維1層板和約束層2,用改性環氧樹脂進行緊密粘 合,室溫通風干燥48小時以上,用細砂紙打磨試件表面,用脫脂紗布蘸丙酮清 洗干凈,晾干。
如圖2所示,橫坐標為試件結構的振動頻率,縱坐標為試件結構的阻尼損 耗因子,測試是在美國TA公司生產的DMA-Q800動態熱機械分析儀上進行的, 圖中3與4分別為內嵌高聚物中空纖維的鋪設角為75°與60°的試件常溫下 阻尼損耗因子頻率特性圖。
權利要求
1、一種內嵌高聚物中空纖維的阻尼復合材料及其制備方法,其特征是工藝方法步驟為(1)偏角鋪設高聚物中空纖維層板的制作在潔凈的玻璃板上刮涂一層改性環氧樹脂,將裁剪好的高聚物中空纖維并列排布整齊在改性環氧樹脂薄層上,用改性環氧樹脂涂刷填充高聚物中空纖維間的空隙,用刮板涂抹平整,刮去多余的改性環氧樹脂,放于通風處待其固化復合,干燥透徹后參照纖維取向裁成不同角度待用;(2)約束層的制作取一塊潔凈玻璃板,將選好厚度的回形模版置于該玻璃板上,在槽中倒入攪拌均勻的改性環氧樹脂,緊貼回形模版壁,用刮鏟刮平整,室溫通風干燥;(3)高聚物中空纖維層板與約束層層合將制作好的高聚物中空纖維層板和約束層,用改性環氧樹脂進行緊密粘合,干燥一段時間后用細砂紙打磨,用脫脂紗布蘸丙酮清洗干凈,晾干即可。
2、根據權利要求l所述的內嵌高聚物中空纖維的阻尼復合材料,它包括高聚物中空纖維、約束層,其特征是兩層約束層內嵌高聚物中空纖維。
3、根據權利要求l所述的內嵌高聚物中空纖維的阻尼復合材料及其制備 方法,其特征在于將高聚物中空纖維偏角鋪設。
全文摘要
一種內嵌高聚物中空纖維的阻尼復合材料及其制備方法,其特征在于工藝方法步驟為(1)偏角鋪設高聚物中空纖維層板的制作;(2)約束層的制作;(3)高聚物中空纖維層板與約束層層合。本發明的優點是獲得約束層與偏角鋪設高聚物中空纖維層合復合材料阻尼值大于0.54的阻尼平臺區ΔHz為5~112Hz,阻尼峰值為0.55~0.56該產品具有較寬的頻率阻尼平臺區,安全性好,適用于航空、艦船、工程機械和建筑物等減震隔音方面,也可根據實際需要確定阻尼產品的參數,以確定加工特定產品。
文檔編號C08J5/18GK101531077SQ20091011502
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月9日 優先權日2009年3月9日
發明者皓 葉, 徐泳文, 蓉 李, 李明俊, 王云英, 董永全 申請人:南昌航空大學