阻尼材料能防止或減輕機(jī)械振動(dòng)對(duì)部件的破壞，高聚物作為傳統(tǒng)的阻尼材料，是利用其玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)的粘彈性中的粘性阻尼部分，將吸收的機(jī)械能或聲能部分地轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌⒁莸�，但其性能的進(jìn)一?i提高已不太可能。因此，人們正積極探索新的阻尼材料。

國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)向

美國(guó)宇宙工程研究中心于1991年提出在壓電陶瓷上外接控制電路，將振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茉俎D(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽赐ㄟ^(guò)能量來(lái)減振，這一思想引起了世人的關(guān)注。其后日本理化學(xué)研究所和東京大學(xué)教授也相繼展開(kāi)同樣的研究，但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴,很難實(shí)用化。1995年末，日本組織了開(kāi)發(fā)新的高分子系阻尼材料的課題組。在較短的時(shí)間內(nèi)，發(fā)明了一系列高阻尼新材料，其性能要高出通常的阻尼材料的好幾倍。這種材料是一種有機(jī)高分子與小分子的雜化體系。1999年4月起，他們由單純的材料開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)研究。2002年4月又繼續(xù)開(kāi)發(fā)汽車用阻尼材料，有望于2004年在汽車上得到推廣使用。與此同時(shí)，重新組織了功能性小分子分散型高分子阻尼材料課題組，主要從事住宅用減振降噪材料及系統(tǒng)的研發(fā)與生產(chǎn)。

為滿足軍工的需求，國(guó)內(nèi)許多研究單位也在十幾年前就開(kāi)始了對(duì)阻尼材料的研究，但這些研究一般都采用互穿聚合物(IPN)，因其成本較高，難于大面積使用。另一方面，最近發(fā)展起來(lái)的一些生產(chǎn)廠家(如天津東海橡塑、無(wú)錫中策等)幾乎都是外資主導(dǎo)，沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。綜上所述，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、高阻尼新材料是很有必要的。

新型功能性高分子材料的基礎(chǔ)研究及其應(yīng)用開(kāi)發(fā)吸引了很多研究人員。其中不同性質(zhì)材料的復(fù)合化特?e引人注目。任何聚合物要想成為材料，都必需添加很多填料，包括一些有機(jī)小分子物質(zhì)。通常，有機(jī)小分子的添加量都很少，其作用一般只局限于使材料改性以及提高加工性能，還沒(méi)有形成一種真正意義上的有機(jī)高分子與小分子的復(fù)合。最近，研究者開(kāi)始了探索模仿生物材料的結(jié)構(gòu)、通過(guò)氫鍵將各種類型的分子組裝成一個(gè)巨高分子系統(tǒng)，工作取得了一些結(jié)果，但還沒(méi)有形成完整的理論體系，離實(shí)用化尚遠(yuǎn)。

現(xiàn)在提出的高分子與有機(jī)小分子的雜化概念是一種新的有機(jī)材料構(gòu)筑方法。該方法通過(guò)相分離構(gòu)造的動(dòng)態(tài)控制和氫鍵的積極利用，形成極性高分子與受阻酚、受阻胺等功能性有機(jī)小分子的納米級(jí)雜化。這種高分子與小分子的雜化材料不但具有阻尼、形狀記憶、自粘接等多種功能;而且對(duì)于使用中產(chǎn)生的性能下降和功能喪失具有自修復(fù)特性;用完后可利用加熱等手段將氫鍵切斷實(shí)現(xiàn)各組分的分別回收。作為在該領(lǐng)域的研究成果，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文30多篇及日美專利29項(xiàng)，并在日本的住宅、汽車等行業(yè)開(kāi)始應(yīng)用。

研制新材料的主要技術(shù)指標(biāo)和性能

作為新材料研發(fā)的努力目標(biāo)，我們提出如下技術(shù)指標(biāo)：

高阻尼型材料本身的損耗因子Tanδ>4

寬溫型Tanδ>1的溫度范圍為50o以上

阻尼性能超過(guò)目前的國(guó)際先進(jìn)水平1倍以上

高分子與小分子的雜化體是集多種功能于一身的新的彈性體�？捎米餍滦妥枘岵牧�。高分子系阻尼材料本身不能用作構(gòu)造材料，它必需粘接在作為振動(dòng)體的鐵板等構(gòu)造材料上。因此如果阻尼材料本身就具有粘接性的話，則可省去粘接劑以及粘接工序，這是阻尼材料設(shè)計(jì)者長(zhǎng)年的夢(mèng)想。在聚丙烯酸脂橡膠和氯化聚丙烯樹(shù)脂的混合物中添加受阻酚，不僅可以改善其阻尼性能，而且還顯示了比常用的粘接劑好得多的粘接性。

形狀記憶材料也是最近材料開(kāi)發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。形狀記憶的機(jī)理都不外乎是利用分散相的微結(jié)晶的融解或玻璃化轉(zhuǎn)變。由于微結(jié)晶融解的再現(xiàn)性較差、而玻璃化轉(zhuǎn)變又是在一個(gè)溫度區(qū)域內(nèi)發(fā)生的，所以還很少看到高分子系形狀記憶材料的問(wèn)世。小分子富有相內(nèi)的異種分子間的氫鍵的解離是固定在某個(gè)溫度處發(fā)生，可以克服前2種材料的不足，故高分子與小分子的雜化體是一種很有發(fā)展前景的形狀記憶材料。

另外針對(duì)使用中因意外原因而導(dǎo)致材料性能下降或功能喪失，材料的自修復(fù)性也日益受到研究人員的關(guān)注。氫鍵連接而成的小分子富有相不光是熱可逆的物理交聯(lián)，也是機(jī)械可逆的物理交聯(lián)。一旦塑性變形發(fā)生，因氫鍵的解離會(huì)導(dǎo)致高分子與小分子間的相互作用暫時(shí)消失，但隨著時(shí)間的推移、處在橡膠態(tài)的材料會(huì)自動(dòng)回復(fù)到原來(lái)的形狀，最后因氫鍵的動(dòng)態(tài)重組，高分子與小分子間又重新結(jié)合在一起、材料的原形也就被固定住。

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