現代物流企業發展迅猛
2022-05-16
緩沖減振用彈性膠泥阻尼材料
- 分類：公司新聞
- 作者：
- 來源：
- 發布時間：2022-05-16
- 訪問量：0
[描述]液壓油、金屬彈簧、橡膠是常用的三種緩沖減振介質或材料，由它們制作的緩沖減振產品稱為緩沖器或減振器。液壓緩沖器使用液壓油作為緩沖介質，利用液壓油在外力作用下的流動摩擦生熱來吸收能量，但一直以來都存在液壓油密封問題難以解決，沒有得到廣泛應用；金屬彈簧緩沖器是利用彈簧的剛彈性，通過彈簧摩擦吸收能量，但其自重較大，彈簧磨損快，使用壽命短；橡膠作為緩沖、減振材料使用歷史悠久。一般是將加有硫化劑、填充劑等配合
緩沖減振用彈性膠泥阻尼材料
緩沖減振用彈性膠泥阻尼材料
緩沖減振用彈性膠泥阻尼材料
[描述]液壓油、金屬彈簧、橡膠是常用的三種緩沖減振介質或材料，由它們制作的緩沖減振產品稱為緩沖器或減振器。液壓緩沖器使用液壓油作為緩沖介質，利用液壓油在外力作用下的流動摩擦生熱來吸收能量，但一直以來都存在液壓油密封問題難以解決，沒有得到廣泛應用；金屬彈簧緩沖器是利用彈簧的剛彈性，通過彈簧摩擦吸收能量，但其自重較大，彈簧磨損快，使用壽命短；橡膠作為緩沖、減振材料使用歷史悠久。一般是將加有硫化劑、填充劑等配合
- 分類：公司新聞
- 作者：
- 來源：
- 發布時間：2022-05-16
- 訪問量：0
詳情
液壓油、金屬彈簧、橡膠是常用的三種緩沖減振介質或材料，由它們制作的緩沖減振產品稱為緩沖器或減振器。液壓緩沖器使用液壓油作為緩沖介質，利 用液壓油在外力作用下的流動摩擦生熱來吸收能量，但一直以來都存在液壓油密封問題難以解決，沒有得到廣泛應用；金 屬彈簧緩沖器是利用彈簧的剛彈性，通過彈簧摩擦吸收能量，但其自重較大，彈簧磨損快，使用壽命短；橡膠作為緩沖、減振材料使用歷史悠久。一般是將加有硫化劑、填充劑等配合劑的橡膠放入模具內加熱加壓硫化成各種形狀，利 用硫化橡膠的彈性來達到緩沖、減振目的。硫化后的橡膠其體積是不可壓縮的 [1] ；由于硫化橡膠在使用過程中受到的疲勞破壞、永久變形、老化等原因，其使用壽命也有限。一般情況下，上 述三種緩沖器產品的維修期為一年。而利用未硫化橡膠的粘彈性、流動性和體積可壓縮性來制作的彈性膠泥是一種新型特種橡膠粘彈性高阻尼材料，由它制作的彈性膠泥緩沖器克服了液壓緩沖器、剛彈簧緩沖器和硫化橡膠緩沖器的缺點，集 合了它們的優點，具有特殊的減振緩沖性能和理想的使用壽命。
國外對彈性膠泥的研究在二十世紀六十年代就已開始，歐 洲國家在八十年代的這項技術已經相當成熟，并在軍事裝備、工程機械、鋼鐵工業、橋梁建筑、鐵路機車車輛等方面獲得廣泛的應用；國內對彈性膠泥的研究和使用始于二十世紀九十年代 [2，3] ，主要生產低容量的彈性膠泥緩沖減振器，其應用領域相對有限，可 用于鐵路機車車輛等方面的高容量彈性膠泥研究剛剛起步，技術尚不成熟。因此，開發彈性膠泥配方和彈性膠泥緩沖器系列產品具有重要的經濟和戰略意義。
研究和應用彈性膠泥必須了解其可選用的主體材料、特點和工作原理。
1 彈性膠泥材料
1.1 彈性膠泥的組成
彈性膠泥是一種由有機硅高分子化合物、填充劑、抗壓劑、增塑劑、著色劑等化學成分組成的材料 [3] 。其主體材料“有機硅高分子化合物”是未經交聯的，它決定了彈性膠泥的基本性能；調節彈性膠泥的粘度、壓縮比和阻尼性能，一方面可使用有機硅高分子化合物，另一方面也可使用低分子增塑劑和填充劑，同時還可降低配方成本；由于彈性膠泥是在密閉的耐高壓金屬緩沖器中通過壓縮、摩擦和流動而工作的，抗壓劑可在金屬緩沖器表面形成牢固的保護膜，當金屬因為摩擦結點受壓而溫度升高時，加入抗壓劑可減少金屬表面的磨損。
1.2 彈性膠泥用有機硅高分子化合物的選擇
有機硅高分子化合物品種很多，性能及用途各異，正確選擇有機硅材料是彈性膠泥配方的關鍵。
有機硅高分子化合物主要有硅油、室 溫硫化硅橡膠、混煉型硅橡膠、硅樹脂以及聚硅烷等 [4] 。其中：室溫硫化硅橡膠是在室溫下發生交聯后使用的；硅樹脂是具有高度交聯結構的熱固性聚硅氧烷，一 般為堅硬的或彈性較小的固體，主要用作電絕緣漆及涂料；聚硅烷是主鏈僅由硅原子組成、多為不溶不熔的固體化合物，主要用作光學材料；這些材料都不具有可流動性和可壓縮性，顯然都不能用作彈性膠泥的主體材料?？梢詽M足彈性膠泥性能要求的有機硅高分子化合物主要是烴基硅油和混煉型硅橡膠兩類；其中硅油有甲基硅油和甲基苯基硅油等，硅橡膠有甲基硅橡膠和甲基乙烯基苯基硅橡膠等，它們的性能 [4，5，6] 列于表一。
表一 烴基硅油和混煉型硅橡膠的品種和特點
硅油和硅膠都是以聚硅氧烷為主鏈結構的線型有機硅材料。表一表明二者的主要區別在于聚合度高低不同。一 般情況下常溫呈半固態的稱為硅橡膠，常溫下呈液態的稱為硅油；而 它們的品種是根據側鏈取代基的名稱來分類的。在同一品種的硅油中，由于聚合度的不同又可分為不同黏度的硅油；在同一品種的硅橡膠中，由于側基取代基的百分含量不同又可分為不同含量的取代基硅橡膠。聚合度、側鏈取代基的品種和含量決定了有機硅高分子材料的特性。因此可根據阻尼性能要求來選擇不同聚合度的硅油或硅橡膠。通常，低聚合度的液體硅油可作緩沖阻尼液，它是性能優異的“液體彈簧”；高聚合度的硅油和硅橡膠可作為彈性膠泥的主體材料(下文統稱為“高聚合度線型聚硅氧烷”) 。
2 彈性膠泥性能
2.1 高阻尼粘彈性
未交聯的彈性膠泥粘度可達107mPa.s [7] 。高阻尼粘彈性是由于“高聚合度線型聚硅氧烷”的 每個結構單元上都有對稱的取代基，取代基數目多而且結構對稱，鏈段和分子鏈運動時的內摩擦阻力較大，可產生高阻尼效應，使 聚硅氧烷具有良好的吸振性；而且聚合度越高的硅橡膠，其粘彈性和阻尼效應越顯著。彈性膠泥在外力作用下運動時，由于“高聚合度線型聚硅氧烷”的分子鏈段和整個分子鏈的運動發生位移要克服很大的阻力，可產生極強的粘稠摩擦力，從而吸收外力所產生的能量，并將部分能量轉化為熱能，導致外能消散，使振動的振幅減小，從而產生阻尼作用達到減振和緩沖目的 [8] 。
2.2 體積可壓縮性
彈性膠泥的主體材料是未交聯的“高聚合度線型聚硅氧烷”。 它的可壓縮性是聚硅氧烷呈螺旋狀結構、有機側基(甲基)朝外排列、并繞 SiO鍵旋轉，引起體積變大所致 [4] ；由于具有這種特殊的分子結構，當受到很大外力作用時，體積可以壓縮變??；其體積壓縮率隨摩爾質量的提高而降低 [4] ，而且還與取代側基的品種和數量有關。在外力作用下，“ 高聚合度線型聚硅氧烷”體積壓縮過程中要接收部分能量并轉化為彈性勢能貯存，同時產生彈性；外力去除后在壓縮彈性作用下會自行膨脹使體積復原。當外壓力達 500MPa 時，彈性膠泥的體積壓縮率不小于 17% [7] 。
2.3 可流動性及良好抗剪切穩定性
彈性膠泥是由“高聚合度線型聚硅氧烷”和其它配合劑組成的材料，粘度控制在一定的范圍內。其主體材料—“高聚合度線型聚硅氧烷”分子結構中，主鏈 SiO鍵易內旋轉，分子鏈柔順，內聚能密度低，分子間作用力小，分子易于滑移；因此，彈性膠泥具有一定的流動性，其流動粘度可根據緩沖器不同容量的需求進行調節；“ 高聚合度線型聚硅氧烷”在高壓力作用下流動通過窄縫時其粘度變化很小，當外力消除后又能恢復，這是由于其分子結構具有特殊的柔順性，而且 SiO鍵的鍵能高，穩定性好；其粘度降低非分子被切斷所致，而是 SiOSi鍵角的改變，因此具有極好的抗剪切穩定性，明顯優于一般的液壓油和潤滑油 [4] ，這也是彈性膠泥具有良好抗剪切穩定性的原因。
2.4 優良的耐老化穩定性能
由于線型聚硅氧烷的分子主鏈完全是由SiOSi鍵組成的，SiO鍵的鍵能高，大于CC鍵能，主鏈又沒有雙鍵，使其具有優異的耐老化、耐高溫性能；側鏈是對稱的非極性取代基，分子間作用力小，主鏈SiO鍵易內旋轉，分子鏈柔順，內聚能密度低，使“高聚合度線型聚硅氧烷”具有很好的耐低溫性能。因此，由其配制的彈性膠泥在70℃~+250℃溫度范圍內穩定性非常好；而且具有特殊的化學穩定性或化學惰性；其抗老化穩定性壽命可達 30 年 [7] 。
“高聚合度線型聚硅氧烷”的上述特點決定了其是彈性膠泥的理想材料。我們通過對國外彈性膠泥樣品的檢測分析，已經確定了其所含“有機硅高分子化合物”的化學結構和品種，測出了其分子量和分子量分布以及彈性膠泥的灰份含量；并實驗了具有彈性膠泥性質的配方，目 前正對其進行有關性能的檢測。為進一步開發彈性膠泥技術及其系列產品奠定了技術基礎。
3 彈性膠泥緩沖器
3.1 彈性膠泥緩沖器的工作原理
彈性膠泥是利用膠泥的粘彈性、流動性和體積可壓縮性來工作的。上 述特點必然將其置于一密閉的容器中，以一定的機械結構來實現其減震、平衡、緩沖功能。工作原理[2，3，9] 如圖一所示：
圖一 彈性膠泥工作原理圖
將彈性膠泥裝入密閉容器中，根據需要使之產生一定的預壓力，當活塞柱受到的外壓力小于預壓力時，活塞柱靜止不動；當外壓力大于預壓力時，活塞柱向容器內移動，部份活塞柱進入容器內，此時彈性膠泥被壓縮，體積縮小，并對活塞柱產生一反作用力，直至與外壓力相等，在 這一過程中彈性膠泥接收部份外力動能并轉化為膠泥的彈性勢能；同時在外力作用下膠泥通過活塞與容器壁之間的間隙產生流動時發生摩擦以及彈性膠泥的分子運動、分 子鏈段和分子鏈的移動都要消耗部份外力動能并轉化為熱能而散失，從而起緩沖、減振作用；當外力減小或撤消后，彈性膠泥自行體積膨脹，將活塞推向或推回原位。
3.2 彈性膠泥緩沖器產品介紹
圖 2 是常見的彈性膠泥緩沖器產品 [10] ，它具有容量大，能量吸收率高(不低于80%)，體積小，重量輕，結構緊湊，安裝方便，檢修周期長(可達 10 年)，耐溫范圍廣(90250℃)，并兼具有液壓緩沖器和橡膠緩沖器的優點。是目前理想的緩沖器產品。
圖 2 彈性膠泥緩沖器
4 結語
彈性膠泥的配方及其緩沖、減 震產品在國際上是高新技術。隨著國內機械、橡膠等行業對彈性膠泥工作原理、材 料特點的認識和不斷的技術開發，相信在不久的將來，彈性膠泥及其緩沖器產品必將獲得廣泛的應用。
參考方獻
[1] 何曼君，陳維孝等．高分子物理[M]．上海：復旦大學出版社，297．
[2] 北京市捷瑞特彈性阻尼體技術研究中心，資料．
[3] 李克興，戴家驥．彈性膠泥減振器在國內外的研究和應用(上、下)[J]．鐵道車輛，1 995，3 3(6)：3 235，(7)：1 719．
[4] 幸松民，王一璐．有機硅合成工藝及產品應用[M]．北京：化學工業出版社，2000，371793．
[5] 蘭州化學工業公司編著．合成橡膠工業手冊[M]．北 京：化 學工業出版社，1991，965975．
[6] 橡膠工業手冊，第一分冊，生膠與骨架材料[M]．北 京：化 學工業出版社，1998，538544．
[7]д．A．CTУПIIH，等(俄)． 俄羅斯貨車用彈性膠泥緩沖器的研究[J]．國 外鐵道車輛，2000，37(1)：2325．
[8] 林孔勇等．橡膠工業手冊，第六分冊，工業橡膠制品[M]．北京：化學工業出版社，1998，229．
[9] 李克興．國外客車緩沖器綜述[J] ．國外鐵道車輛，1996，6：15
[10] 楊軍，陳忠海．現代軌道交通用彈性元件的開發與應用[J] ．機車電傳動，2003，現代軌道交通用關鍵材料?？?，13 ．(end)
掃二維碼用手機看
下一個:
無
下一個:
無
更多資訊
快遞“大包裹”受資本青睞 市場空間有多大呢?
2022-05-16
打造第五方物流 實現產業鏈共贏
2022-05-16
互聯網+物流業要融合發展天網與地網
2022-05-16
上一頁
1
2
3
下一頁
在線咨詢
客戶留言
描述：
0511-85757688
在線留言 