具體談?wù)劀p震橡膠的特性

 

    減震橡膠作用是減輕機(jī)件縱向或橫向的機(jī)械振動(dòng)，緩和負(fù)荷的沖擊，吸收機(jī)械發(fā)出的噪音，減輕設(shè)備的震動(dòng)損壞。橡膠作為減震器，主要是吸收和反射震源發(fā)出的振動(dòng)能量，以減輕振源對(duì)環(huán)境的作用，特別是可阻止由于振動(dòng)波產(chǎn)生的共振效應(yīng)所導(dǎo)致的同步振動(dòng)。橡膠阻尼性質(zhì)是橡膠減振的一個(gè)優(yōu)異的特性。阻尼產(chǎn)生于橡膠的滯后特性和變形時(shí)的內(nèi)摩擦。

 

    二、減震橡膠的結(jié)構(gòu)特征：

 

    減振橡膠有很多結(jié)構(gòu)形式，使用最廣泛的是橡膠與金屬牢固粘合的金屬、橡膠復(fù)合減振器，它可作為彈性支承元件。其它還有空汽胎式彈簧減振器，它化對(duì)振動(dòng)也表現(xiàn)有不同類(lèi)型的阻尼效應(yīng)，通常有四種；粘性阻尼—由流體位移引起；滯后阻尼—材料循環(huán)受壓變形過(guò)程的能量?jī)?nèi)耗引起；摩擦阻尼—由阻止兩個(gè)接觸面相對(duì)滑動(dòng)所引起的；空氣阻尼—由空氣阻尼引起的；橡膠材料的本能阻尼主要屬于前兩種類(lèi)型，而充氣的氣胎式橡膠彈簧則屬于空氣阻尼作用。

 

    橡膠的本能阻尼是橡膠的粘彈行為的結(jié)果。橡膠制品在較高頻率的機(jī)械振動(dòng)下，發(fā)生多次反復(fù)變型（伸張、壓縮、或剪切等），因其粘彈性行為使體系中消耗一部份彈性能，轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢赡娴臒崮苌⑹В瑴y(cè)定橡膠試片回彈性時(shí)，當(dāng)試片受沖擊后，回彈性愈小，說(shuō)明吸收和貯存的彈性能愈大，此時(shí)表現(xiàn)有較大的內(nèi)耗。反之，回彈性大時(shí)，說(shuō)明給予的沖擊能又大部分以機(jī)械能（即回彈性）的形式釋放出來(lái)，即內(nèi)耗很小。

 

    提高橡膠分子間的作用力，也就是在橡膠粘彈性體系中增大粘性成分，從而影響了大分了鏈支運(yùn)動(dòng)性，致使橡膠振動(dòng)變形時(shí)，多半不及適應(yīng)外力變化，結(jié)果產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，且損失一部份變形的彈性能。

 

    橡膠本能阻尼效應(yīng)就是應(yīng)用了橡膠滯后損失的結(jié)果，利用其吸收振動(dòng)機(jī)械能，轉(zhuǎn)化為熱能積蓄在橡膠中，并逐漸散發(fā)出來(lái)。所以橡膠分子應(yīng)有較大的分子間作用力、致密性及優(yōu)越的耐熱性和導(dǎo)熱性。

 

    三、不同橡膠減震性能對(duì)比：

 

    在常溫的條件下，天然橡膠和順丁橡膠的損失系數(shù)值較小，丁苯、氯丁、乙丙、聚氨脂和硅橡膠的損失系數(shù)值中等，丁腈和丁基橡膠的損失系數(shù)值較大。一般減振橡膠料應(yīng)選取損失系數(shù)值較大的橡膠，因此選用這兩種橡膠是適宜的。

 

    橡膠的彈性模數(shù)與損失系數(shù)隨著溫度而變化，低溫范圍變化成尤為顯著，橡膠的損失系數(shù)值在玻璃化溫度可達(dá)最大值，低于玻璃化溫度時(shí)，隨著溫度降低而急劇增大，使橡膠失去彈性，因而也失去了減振作用。所以橡膠的玻璃化溫度愈低，可應(yīng)用的溫度范圍愈廣。橡膠的減振特性以硅橡膠、丁基橡膠為最好，其次是丁苯、氯丁橡膠，再其次是天然和順丁橡膠。丁腈膠主要用于耐油、防振制品，因玻璃化溫度高所以選用中等丙烯睛含量的丁腈膠較好。氯丁耐侯性好，且有較小的壓縮變形，最宜制作橋梁減震制品或軌枕墊等，但有生熱較大的缺點(diǎn)。

 

    四、影響橡膠減震特性的因素：

 

    硫化體系對(duì)減震橡膠的生熱和疲勞影響很大。實(shí)踐證明在硫化網(wǎng)構(gòu)中，當(dāng)交聯(lián)鍵中含硫原子數(shù)較少，且含少量的游離硫時(shí)，硫化膠的動(dòng)態(tài)模量就大，損失系數(shù)就小。因此天然橡膠和丁苯橡膠中選用噻唑類(lèi)和秋蘭姆類(lèi)促進(jìn)劑比胍類(lèi)促進(jìn)劑效果更佳。

 

    促進(jìn)劑和硫黃用量應(yīng)選擇適當(dāng)。雖然增加促進(jìn)劑和硫黃用量可以提高交聯(lián)密度，增大E值。相反，用量超過(guò)一定限度還會(huì)降低橡膠的耐熱性。此外增加硫化膠的交聯(lián)密度，會(huì)使玻璃化溫度升高，從而合低溫減震性能變壞。對(duì)玻璃化溫度較高的丁腈橡膠和氯丁橡膠來(lái)說(shuō)，這種影響尤為明顯。

 

    補(bǔ)強(qiáng)劑對(duì)橡膠減震特性的影響也很重要。實(shí)驗(yàn)表明動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)E和損失系數(shù)隨著填充劑用量的增大而增大，同時(shí)也隨振幅的增大而增大。

 

    在同一條件下，炭黑粒徑愈小，補(bǔ)強(qiáng)郊果愈大，彈性模數(shù)越高。炭黑粒徑對(duì)彈性模數(shù)值影響更為明顯，炭黑粒徑越大彈回率越高動(dòng)態(tài)彈性數(shù)越小，生熱越低。根據(jù)上述規(guī)律，在減振橡膠制品配方中，天然橡膠中應(yīng)盡量多配入半補(bǔ)強(qiáng)爐黑。或細(xì)粒子熱裂法炭黑。合成橡膠本身的強(qiáng)度低，應(yīng)少用一些會(huì)使會(huì)使損失系數(shù)增大的快壓出爐黑、槽法炭黑等。而碳酸鈣、碳酸鎂、陶土、白炭黑等和各種樹(shù)脂等因補(bǔ)強(qiáng)性能差，為獲得必要的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)需加大補(bǔ)強(qiáng)劑的用量。在等量配合時(shí)，雖然它們的損失系數(shù)值增加比炭黑為小，但在相同的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)條件下，采用這些填充劑的損失系數(shù)比用炭黑時(shí)稍大。

 

    隨著軟化劑用量的增大，會(huì)使硫化膠的動(dòng)態(tài)彈性模量值降低，損失系數(shù)增大，使用軟化劑可改善橡膠的低溫性能。對(duì)石油軟化劑一般采用烷烴油類(lèi)，其損失系數(shù)較小，生熱低，而芳香烴含量愈高損失系數(shù)值愈大。如天然橡膠與順丁橡膠并用所用的軟化劑不同，其硫化膠的回彈率也不同。軟化劑用到10份以下時(shí)，對(duì)損失系數(shù)影響尚不明顯、如大量配用填充油則損失系數(shù)顯著增大，提高生熱性。其它配合劑用量少則無(wú)大影響。