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一、減震橡膠概述和定義
現實生活中振動無處不在,振動的現象是不容忽視也是不可缺少的,人們一直致力于振動 的產生,控制和消除的研究,所有的物體的振動都會產生聲音,如果沒有振動就不會有音樂,人類也無法進行語言交流了.但是振動也會對人們的生活產生許多不利的影響,如:共振會導致裝置的損壞,噪音會影響人類的生活環境等.怎樣將振動對人們產生的不利影響減到最小,是當前減震技術發展和追求的方向。減震技術的核心是消除干擾性振動或找出解決的方法,現在比較適用和成熟的減震方法 是橡膠減震系統,早在橡膠應用于工業之初,人們就使用了橡膠隔離來進行減震。
粘彈性高阻尼橡膠材料可分為自由阻尼處理和約束阻尼處理。前者是在結構表面貼一層阻尼橡膠，當結構振動時，橡膠分子鏈之間的粘性內摩擦消耗部分振動能，減小了振動；后者是在結構表面貼一層阻尼橡膠，外面再貼一層約束板，當結構振動時，阻尼材料受剪切作用，一部分振動能轉化為熱能而起減震作用。此種材料廣泛用于航空、造船、汽車、鐵路、建筑、紡織等行業。
橡膠是一種很理想的阻尼材料，阻尼減震技術是利用橡膠特有的粘彈性，在震動過程中，在外力作用下導致劇烈的內摩擦，產生了反作用力，將動能轉化為熱能，實現了能量轉換，從而達到降低震幅的目的。
減震橡膠的作用:
代替金屬彈簧起到消振,吸振作用.其主要的性能要求在靜剛度、動剛度、耐久性能上。
減震橡膠的特點:
①橡膠是由多種材料相組合而成,同一種形狀通過材料調整可以擁有不同的性能.
②橡膠內部分子之間的摩擦使它擁有一定的阻尼性能,即運動的滯后性(受力過程中橡膠的變形滯后于橡膠的應力).
③橡膠在壓縮、剪切、拉伸過程中都會產生不同的彈性系數
減震橡膠的性能特征：
靜剛度的定義：指減震橡膠在一定的位移范圍內,其所受壓力(或拉伸力) 變化量與其位移變化量的比值.
動剛度的定義：指減震橡膠在一定的位移范圍內, 一定的頻率下, 其所受壓力(或拉伸力)變化量與其位移變化量的比值.
動倍率的定義指減震橡膠在一定的位移范圍內所測定的動剛度與靜剛度的比值,即:Kd/Ks
損耗系數: 在減震橡膠的受力過程中,橡膠的變形與橡膠的應力之間存在著一定的相位差,而橡膠的應力一般要超前于橡膠的變形一定的相位角δ
扭轉剛度: 指減震橡膠在一定的扭轉角范圍內,其扭轉力矩與扭轉角之間的比值.
耐久性能: 指減震橡膠在一定的方向一定的預加載荷、振幅、振動頻率下,經往復振動n次后產品完好或將產品往復振動直至破壞時的振動次數, 耐久性能是衡量一個減震橡膠件的安全性能和綜合性能的重要指標.
二、減震橡膠制品設計概述
減震阻尼橡膠制品的主要性能指標是：化膠的靜剛度，即硫化膠的彈性模量；硫化膠的阻尼性能，即阻尼系數；硫化膠的動態模量。除上述關鍵性能指標外，還應考慮疲勞、蠕變、耐熱以及與金屬黏合強度等性能。
1. 減震橡膠制品橡膠品種的選擇
減震橡膠制品的阻尼性能主要取決于橡膠的分子結構，例如分子鏈上引人的側基體積較大時，阻礙鏈段運動，增加了分子之間的內摩擦，使阻尼系數tan&增大。結晶的存在也會降低體系的阻尼特性，例如在減振效果較好的CIIR中混人結晶的IR時，并用膠的阻尼系數tan&將隨IR含量增加而降低。
在通用橡膠中，tan&由大到小的排列順序是：IIR>NBR>CR、SBR>Q, EPDM、PU>NR>BR。NR的tan&雖然比較小，但其耐疲勞性、生熱、蠕變與金屬黏合等綜合性能好，所以NR還廣泛地用于減震橡膠制品。如要求耐低溫，可與BR并用；要求耐天候老化時，可選用CR；要求耐油時可選用NBR；對低溫動態性能要求苛刻的可選用硅橡膠。一般要求低阻尼時采用NR；要求高阻尼時采用IIR或CIIR。
2.硫化體系的影響
硫化體系與硫化膠的剛度、tan&、耐熱性、耐疲勞性均有關系。一般硫化膠網絡中硫原子越少，交聯鍵越牢固，硫化膠的彈性模量越大，tan&越小。各種硫化體系的耐熱疲勞壽命抝下：無硫硫化體系>EV>SEV>CV。
交聯劑用量的影響：在SBR中隨硫黃用量增加，靜剛度上升，阻尼系數下降，動剛度基本不變。
3.填充體系的影響
填充體系與硫化膠的動模量、靜模量、tan&有密切關系，當硫化膠受力產生形變時，橡膠分子鏈段與填料之間或填料與填料之間產生內摩擦使硫化膠的阻尼增大。填料的粒徑
越小，比表面積越大，與橡膠分子的接觸面越大，其物理結點越多，觸變性越大，在動態應變中產生的滯后損耗越大。因此填料的粒徑越小，活性越大，硫化膠的阻尼性、動模量和靜模量也較大。填料粒子形狀對硫化膠的阻尼和模量也有影響，例如片狀云母粉可使硫化膠獲得更高的阻尼性和模量。
在減震橡膠制品配方中，NR使用SRF和FT炭黑較好；合成橡膠可使用FEF和GPF炭黑。一般隨炭黑用量增加，硫化膠的阻尼系數和剛度也隨之增加。另外隨炭黑用量增加，對振幅的依賴性也隨之增大。
為了盡可能提髙減震橡膠制品的阻尼特性，降低蠕變及性能對溫度的依賴性，往往在髙阻尼的隔震橡膠中配合一些特殊的填充劑，例如蛭石、石墨等。
白炭黑補強效果僅次于炭黑，但動態性能遠不如炭黑。碳酸鈣、陶土、碳酸鎂等無機填料補強性較弱，為了獲得規定的模量，勢必要比炭黑的用量大，加大這些無機填料的用量，對其他性能會產生不利的影響，所以一般很少采用。
4.增塑體系的影響
用作減震橡膠制品的增塑劑，如要求阻尼峰加寬，應使用與橡膠不相容或只有一定限度溶解度的增塑劑。通常隨增塑劑用量加，硫化膠的彈性模量降低，阻尼系數增大。增加增塑劑用量，雖然能改善低溫性能釉耐疲勞性能，但同時也會使蠕變和應力松弛速度增大，影響使用可靠性，因此增塑劑用量不宜過多。
一般增塑劑的分子結構與橡膠的分子結構在極性要匹配，即極性橡膠選用極性增塑劑，反之亦然。NR使用松焦油、錠子油等增塑劑。NBR則使用DBP、 DOS、DOP、DOA等增塑劑。
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