抗震材料_开题报告极性橡胶_滑动环复合材料的制备及性能研究.doc

开题报告1 课题来源、项目名称32 文献综述部分42.1 阻尼抗震的历史、现状和前沿发展情况42.1.1 课题背景42.1.2 阻尼橡胶72.2 阻尼抗震研究进展9 2.2.1 提高阻尼性能的方法及应用研究9 2.3 本课题的创新之处122.4 已查阅的文献目录（至少25篇）133 研究计划部分163.1 论文选题的立论、目的和意义163.2 本课题的主要研究内容163.3 研究方案173.3.1 技术方案（技术路线、技术措施）173.3.2 实施方案所需要的条件193.3.3 拟解决的关键问题203.4 预期的研究成果及创新点211 课题来源、项目名称课题来源：国家自然科学基金项目名称：地震防护用高性能橡胶复合材料的设计与制备基础研究的课题之一： 极性橡胶/滑动环复合材料的制备及性能研究2 文献综述部分2.1 阻尼抗震的历史、现状和前沿发展情况2.1.1 课题背景中国是世界上地震活动强烈和地震灾害严重的国家之一。统计表明,世界上约35%的7级以上大陆地震发生在中国; 20世纪全球因地震死亡的120万人中,中国占59万。因而,积极开展防震减灾,最大限度地减轻地震灾害应该是中国的基本国策之一1。地震是一种自然现象,地球表面山川地貌的形成在很大程度上就是一次次强烈地震的结果。在地球内部动力作用下,能量在断裂的特殊部位缓慢积累,当其超过岩石或断裂能够承受的限度时,就会突发错动,使已积累的巨大能量以地震波的形式瞬间释放,引起地球表面的剧烈振动,导致建筑破坏和自然地貌改观,并可能产生长达几十到几百千米的地表破裂带。衡量一次地震释放能量的大小用震级表示,而一次地震对地面和建筑物的破坏程度用地震烈度表示。基础隔震概念的应用可以追溯至19 世纪末，芦苇、滑石、云母、淤泥都曾被用做建筑物的基础隔震层，从而隔断或减小地震波向建筑物的传递3。20 世纪60 年代，开始采用橡胶作为基础隔震材料，70 年代初，新西兰学者R. T. Skiner等率先开发出铅芯橡胶支座，大大推动了隔震技术的使用进程。目前，世界上许多国家进行“基础隔震”的研究，并修建了许多“基础隔震”建筑物4。传统的抗震结构是通过增加结构和结构构件的刚度来抵抗和消耗地震能量，不但不经济而且也很可能满足不了安全性的要求。现代建筑物抗震设计是依据“基础隔震”概念，其原理是在建筑物上部结构与地基间设置具有足有安全可靠的隔震系统，来增加结构的变形能力和滞变阻尼，有效地将地震能量隔离或消耗，减小结构地震反应，保护上部结构的安全。图 1 隔震支座与阻尼器的分类 现代比较可靠的隔震系统由隔震支座、阻尼器、地基微振动和风反应控制装置等部分组成5。隔震支座的作用是：a）支撑建筑物的全部重量，b）改变结构系统的动力特性，即延长建筑物自振周期以降低其地震反应，c）它要在保持承载能力的同时要能够承受基础与上部结构间预期的相对水平位移；阻尼器的作用是抑制地震波中长周期成分可能给仅有隔震支座的建筑物带来的大的位移，同时降低建筑物动力加速度，并且能够帮助隔震支座在震后迅速恢复到初始位置；而风反应控制装置和地基微振动装置的存在是为了增加隔振系统的早期刚度，以使建筑物在风载荷或轻微地震时能够保持稳定。图 2 橡胶隔震支座示意图（左）和铅芯叠层橡胶支座示意图（右）目前，橡胶支座隔震系统主要分为普通叠层橡胶支座、铅芯叠层橡胶支座和高阻尼叠层橡胶支座等6。它增加了专门的变型和耗能装置：橡胶隔震支座和阻尼器，该体系能够使隔震结构的周期延长至23秒，有效降低了结构的地震加速度反应（如图2）。图 3 两种隔震体系的建筑物地震效果图 由于橡胶隔震支座减振效果比传统的刚法减振效果明显优异，因此已经成为当今世界高抗震、防震要求的重要建筑物的首选方案（如图3）。日本、新西兰等多震国家在隔震技术的理论和应用研究中已取得了令人瞩目的成果，技术处于世界领先水平。自上世纪70-80 年代， 我国科研工作者开始关注隔震技术，并进行了橡胶隔震支座研制、结构分析和设计、性能检验、施工技术等系统研究，形成了橡胶支座隔震建筑的成套技术。我国目前应用隔震技术的建筑物已超过千余座7。叠层橡胶支座是最重要的隔震支座类型，由多层薄橡胶板和薄钢板交互重叠模压硫化而成，由于橡胶支座中橡胶层与夹层钢板紧密粘结，当橡胶支座受上部结构自重荷载时，薄钢板约束了橡胶的横向伸展，保证支座具有足够的竖向刚度和竖向承载能力，同时钢板又不影响橡胶板的剪切变形，保持了橡胶固有的柔韧性，使其具有比竖向刚度小很多的水平刚度。从而具备了竖向支撑与水平隔震的双重功能 8。 我国国家标准也对建筑隔震橡胶支座做了统一的标准，GB 20688.3-2006对建筑隔震橡胶支座用的橡胶材料的性能做了明确规定9： 表 1 天然橡胶支座和铅芯橡胶支座内部橡胶材料的物理性能要求试验项目测量项目单位剪切模量/MPa0.30.350.40.450.60.81拉伸性能拉伸强度MPa12.0141415152020扯断伸长率%650600600600500500500硬度硬度IRHD305355355405455505655粘合性能橡胶与金属粘合强度N/mm6666666破坏类型橡胶破坏橡胶破坏橡胶破坏橡胶破坏橡胶破坏橡胶破坏橡胶破坏脆性温度脆性温度-40-40-40-40-40-40-40表 2 高阻尼橡胶支座内部橡胶材料的物理性能要求 试验项目测量项目单位剪切模量/MPa0.40.60.8拉伸性能拉伸强度MPa8.08.010.0扯断伸长率%650650650硬度硬度IRHD（6070）5（6070）5（6070）5脆性温度脆性温度-40-40-40注：剪切模量的相应剪应变为=100%。2.1.2 阻尼橡胶 橡胶材料的阻尼性能来源于分子链段运动时所受到的链段之间的摩擦阻力，因此，凡是可以增加分子链段之间作用力的因素都能影响橡胶的阻尼性能。从分子结构的角度讲，分子链上的侧基数量多、体积大、极性大以及分子间氢键多、作用强的橡胶，其分子间的内摩擦大，阻尼性能好10,11。在通用橡胶中, 丁基橡胶和丁腈橡胶的阻尼系数较大；丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、乙丙橡胶的阻尼系数中等；天然橡胶和顺丁橡胶的阻尼系数最小12,13。本实验拟用丁腈橡胶和聚氨酯。 丁腈橡胶是一种具有强极性的高分子弹性体,不仅具有良好的耐油性和粘接性,较其他橡胶还具有更宽的使用温度。硫化胶阻尼性能主要取决于其基胶分子结构。在基胶分子链上引入侧基或加大侧基体积可增加分子间内摩擦阻力，增大阻尼系数；改变基胶极性也会促使阻尼系数增大。因此，生胶体系对硫化胶阻尼性能有着重大影响。与天然橡胶相比，丁腈橡胶的阻尼系数较大。为了改善单一橡胶力学性能较差、有效阻尼温域较窄等弊端,使橡胶阻尼材料在实际中得到更好的应用,大量的学者对丁腈橡胶进行了不同方法的改性14。 赵秀英等15在丁腈橡胶中添加受阻酚AO-60制备受阻酚/丁腈橡胶复合材料。利用差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、动态力学分析(DMTA)等测试手段对该复合材料的结构进行了表征，并对其动态力学性能进行了研究。结果表明：该复合材料中受阻酚AO-60的结晶性能发生变化，由结晶态转变为无定形态。AO-60在丁腈橡胶基体中形成了富集区，在AO-60分子间和AO-60与NBR分子之间形成了大量的氢键。该复合材料不仅存在丁腈橡胶的玻璃化转变，还有两次异常的松弛过程，这归因于体系中分子间氢键的解离。该复合材料具有很高的损耗性能，有很好的阻尼材料应用前景。 聚氨酯材料自身具有大量氢键，表现出一定的微观相分离结构，有较高的tan ，是适合用于消声减震场所的阻尼材料，但单一成分的聚氨酯阻尼材料玻璃化转变温度单一，阻尼温域狭窄。常用的提高阻尼性能的方法主要有两类: 一是改变高聚物的大分子结构。通过接枝、嵌段等方法来改变分子链的刚性结构，调节主链与侧链上刚性链与柔性链的不同配比16; 二是采用高分子共混技术、互穿聚合物网络( IPN)技术可以通过网络互穿和链缠绕效应有效地控制高分子共混物组分间的相容性，拓宽阻尼温域。2.2 阻尼抗震研究成果2.2.1 提高阻尼性能的方法及应用研究 一 共混 聚合物共混是提高橡胶材料阻尼性能的主要方法之一。橡胶的玻璃化温度一般远低于室温，所以采用橡胶共混来改善阻尼材料的性能是有限的；橡胶与塑料的玻璃化温度相差较大，即橡胶在室温下处于弹性态而塑料处于玻璃态或者半晶态。通过橡塑共混来提高材料阻尼性能和动态力学性能，从理论上来讲是比较理想的，它可以显著拓宽高损耗因子区域的温度范围。为保证阻尼材料具有较好的力学性能和阻尼性能及较宽的玻璃化转变温度范围，聚合物的共混比应适当、相容性好。 肖大玲等17 用熔融共混法制备了受阻酚AO-80/聚醚型热塑性聚氨酯弹性体(PET-TPU)阻尼材料，通过动态力学热分析等研究了复合材料的微观结构、玻璃化转变温度、动态力学性能和力学性能。结果表明，AO-80与基质之间具有良好的相容性，且以分子水平溶解在基质中，处于无定型态。随着AO-80用量的增加，PET-TPU软段的玻璃化转变温度逐渐升高，硬段基本保持不变。AO-80/PET-TPU复合材料的损耗因子与温度曲线呈单峰形式，随着AO-80用量增加其峰值明显增大，并且转变峰向高温方向移动。二 化学改性采用化学改性的方法，如聚合物接枝、嵌段共聚、形成互穿聚合物网络等，也可以有效地拓宽橡胶的玻璃化温度转变区域，尤其是互穿聚合物网络体系。其具有较好的物理性能，又能提供较宽的阻尼温度范围。具有半相容性的互穿聚合物网络由于聚合物间的热力学不相容性和物理缠结强迫相容两种作用，形成了微相分离结构，通过调整微相分离程度，可以得到具有较宽阻尼峰的优良阻尼材料。M.S.El-Aasser等18曾设计出一系列新型的具有核壳结构的乳胶颗粒，其中核是以聚丁二烯类和丙烯酸类组成的互穿网络高聚物，壳是由玻璃态的苯乙烯丙烯腈组成，研究发现，聚合物的相与相之间越容易混合，则该复合材料的阻尼性能就越好，相的连续性也对材料的阻尼性能有很大的作用，在作者设计的三种核壳结构中，以（a）的阻尼性能最佳，因其材料A、B、C在这种结构下相的可混溶性最佳，且相连续性较好。图 4 文献18中所设计的三种不同的核壳结构三 压电阻尼材料压电阻尼材料是在高分子材料中填入压电粒子和导电材料，当材料受到振动时，压电粒子能将振动能量转换成电荷，导电粒子再将其转换成热能而散发出去，发挥减振的作用。其阻尼机理是多重能量转换机制，减振能力的发挥是几种能量耗散途径的综合。这类材料最突出的优点在于其使用条件不再受环境温度和振动频率的很大限制19。刘巧宾等20 综合利用铌镁锆钛酸铅(PMN)压电陶瓷、互穿聚合物网络(IPN)两种材料各自的优点，设计制备了以丙烯酸酯IPN 体系为基体的聚合物基压电阻尼复合材料。研究发现：PMN 的加入，不仅提高了其阻尼性能，对复合体系的热稳定性也有贡献。经万能击穿装置极化后，研究压电常数与PMN 含量的关系，用动态力学分析仪研究发现其阻尼性能更加优越。四 有机杂化阻尼材料近年来，用有机小分子与聚合物形成杂化体系得到高阻尼材料的做法，被认为是开创了制备高性能阻尼材料的新概念、新方法。这种阻尼材料的阻尼峰值很大(有的可达到5) 、阻尼峰值温度可设计。吴驰飞等21、22、23将受阻酚类有机小分子加入到氯化聚乙烯（CPE）中，成功制备了具有优异阻尼性能的有机杂化材料。该复合材料在动态力学谱图上呈现出两个Tan峰，其一为基体材料的玻璃化转变峰，另一个是由于小分子和基体之间形成的氢键在较高温度下发生解离而出现的一种新的转变机制。多相系统中氢键的设计和利用成为一个新的亮点，相比于单一材料，这种新出现的多相系统能够有效拓宽阻尼温域。 图5 CPE和CPE/AO-80材料的温度-损耗曲线五 无机杂化阻尼材料聚合物中添加无机填料可增大其tan，从而提高阻尼性能；增大Tg，扩展其适用温度范围；改善力学性能，拓宽损耗模量的峰面积。无机填料的加入，增加了复合材料的应变及损耗能量，限制大分子的运动，加大应变和应力之间的相对滞后程度，提高Tg。图6为阻尼填料对PU弹性体阻尼性能的影响，胡聪等研究了不同用量的阻尼填料抗氧剂245对PU弹性体阻尼性能的影响。 图6 填料对PU弹性体阻尼性能的影响 随着抗氧剂245抗氧剂245含量增加,它和PU之间的摩擦力增加,同时它本身之间存在的摩擦力增加,从而导致tg值发生变化;另外,随着抗氧剂245含量增加,其中酚羟基与体系中醛基产生可逆氢键作用加强,从而提高了阻尼性能24。现有的单一橡胶材料无法兼具隔震支座所需的高强度、高弹性、高阻尼、低模量和低压缩永久变形等特性。因此设计和制备出兼具高阻尼、高强度、高弹性等性能的隔震支座用新型橡胶复合材料具有重要意义。2.3 本课题的创新之处作为一种新概念高分子材料，滑动环材料的出现成为了交联高分子材料的研究热点。它的出现源自超分子化学领域对聚轮烷的研究。H. Ogino 首次报道了用环糊精作为环分子的轮烷 25。与其他环状分子相比，环糊精（CDs）应用范围更广，能够选择性键合多种有机、无机及生物的小分子和大分子，形成丰富的主客体包结物并且能够用功能团修饰 26。1990 年，A. Harada 和M. Kamachi 27首次报道了类聚轮烷的合成，-环糊精（-CD）通过自组装穿过单条的线性聚合物分子聚乙二醇（PEG），形成类聚轮烷-CD：PEG。随后，以大体积分子作为封端剂，将类聚轮烷两端的线型高分子进行封端，形成分子项链，成功制备了聚轮烷（PR）。K. Ito 等人合成了具有拓扑结构的滑动环材料 28。所谓的滑动环材料是指：选择合适的交联剂，将不同PR 上环状的分子-CD 进行交联，得到的这种胶体材料呈现出 “8”字交联的拓扑结构。这种材料最突出的特点是交联点可以沿着轴分子自由的滑动，由此产生了滑轮效应（Pulley effect）。因此，当滑动环材料受到外力作用时，交联点可以沿轴链分子发生滑动直到到达最佳位置，能够平衡高分子链受到的张力，此时所有的聚合物链都参与承担外力，材料内应力得到松弛，表现出很强的膨胀和拉伸能力，相当于起到了滑轮的作用29。因此，这类材料尽管不产生拉伸结晶，但由于分子链容易发生应变取向，且应力易于分散，拉伸强度并不低，可以达到8 个MPa 以上。非常重要地，与普通弹性体材料相比，该材料具有低硬度、低压缩永久变形（1%）特性，且在宽温域和宽频率范围下表现出高阻尼性能。作为功能改性剂添加到其他橡胶基体中时，可以大幅度的提高材料的断裂伸长率。这些特性对提高隔震支座用橡胶材料的性能可能非常有帮助。 图 7 滑动环材料的滑轮效应 图8 滑动环材料的损耗因子与频率关系谱 将具有高阻尼性能的滑动环材料与极性橡胶进行复合。在橡胶基体中，通过机械共混方式添加一定份数的滑动环材料，由于滑动环材料以聚乙二醇PEG 为主链、环糊精为滑动环，因此与橡胶间相容性和分散性不高，会形成海岛两相结构。为使分散相畴尺寸降低到几个微米以下，拟通过交联剂的引入和混炼工艺的改变在一定条件下实现两相各自的适度交联以及两相间的界面相互作用。这样的共混物在受到外力作用时，由于连续相与分散相（也是阻尼相）均可在外力下产生变形行为，该体系因滑动交联相的存在而大幅度提高阻尼性能。 滑动环弹性体材料还是一种新型材料，关于滑动环材料与传统橡胶材料的共混研究还鲜有报道。这一方案既有理论研究价值又有实用价值，且创新性高。2.4 已查阅的文献目录（至少25篇）1 张培震.中国地震灾害和防震减灾J.地震地质,2008,09:577-583.2 刘珍.基础隔震结构体系地震反应研究D.山东大学,2008. 3 武田寿一. 建筑物隔震防振与控振M. 纪晓惠, 陈良, 鄢宁译. 北京：中国建筑工业出版社，19974 Nishi T, Mashita N, and Murota N. Current Status of Seismic Isolation and Technology of Elastomeric Isolators in JapanJ, 中国橡胶, 2012, 28(2), 10.5 周福霖.隔震、消能减震和结构控制技术的发展和应用(下)J.世界地震工程,1990,01:7-17.6 刘兴衡.加快建筑隔震橡胶支座的推广应用J.中国橡胶,2001,12:8-10.7 陆鸣, 田学民, 王笃国, 李丽媛. 建筑结构基础隔震技术的研究和应用J. 震灾防御技术,2006, 1(3), 31.8 Nishi, T. and N. Murota (2013). Elastomeric seismic-protection isolators for buildings and bridges. Chinese Journal of Polymer Science 31(1): 50-57. 9 CN-GB.橡胶支座.第3部分:建筑隔震橡胶支座S2007.10 何曼君，陈维孝，董西侠，高分子物理M. 上海，复旦大学出版社，1990，24-357.11 金日光，华幼卿，高分子物理M. 化学工业出版社，2000，144-17512 何显儒. 丁基橡胶的阻尼性能及其应用J. 合成橡胶工业， 2003，6 (3)：81-84.13 梁星宇. 丁基橡胶应用技术M. 化学工业出版社，2004，9-17.14 Chang M C，Sperling L H. J. J. Polym. Sci.，Part B：Polym. Phys.，1988，26：16-71.15 赵秀英，向平，张立群. 受阻酚/丁腈橡胶复合材料的结构与性能J. 复合材料学报，2007，24(2)：44-49.16 Yoon K H,Yoon S T,Park O.Damping properties and transmission loss of polyuret hane I.effect of soft and hard segment compositionsJ.J Appl Polym Sci,2000,75 : 604-611.17 肖大玲，赵秀英，张立群，等. 受阻酚AO-80/聚醚型热塑性聚氨酯弹性体复合材料的结构与性能J. 合成橡胶工业，2009，32(1)：12-16.18 M.S. El-Aasser et al. (1999). Morphology, design and characterization of IPN-containing structured latex particles for damping applications. Colloids Surfaces A: Physiochem. Eng. Aspects 153:241-253.19 Kumat S. Smart ferroelectric for acoustics and vibration controlJ. Intil Mater Syst Struct.1994，5(9)：678-682.20 刘巧宾，乔勇，卢秀萍. IPN/PMN压电阻尼材料性能的研究J. 塑料，2008，37(3)：33-35.21 Wu., et al. (2000). Organic Hybrid of Chlorinated Polyethylene and Hindered Phenol. I. Dynamic Mechanical Properties. Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics 38: 2285-2295.22 C. Wu., et al. (2001). effects of molecule aggregation state on dynamic mechanical properties of chlorinated polyethlene/hindered phenol blends. Polymer 42:8289-8295.23 Wu., et al. (2000). Organic Hybrid of Chlorinated Polyethylene and Hindered Phenol. II. Influence of the Chemical Structure of Small Molecules on Viscoelastic Properties. Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics 38: 1496-1503.24 胡聪,姜志国,杜卫超,刘军,李效玉.含受阻酚侧链的聚氨酯阻尼性能研究J.聚氨酯工业,2009,24(1):10-13.25 Ogino, H., Relatively high-yield syntheses of rotaxanes. Syntheses and properties of compounds consisting of cyclodextrins threaded by .alpha.,.omega.-diaminoalkanescoordinated to cobalt(III) complexes J. Journal of the American Chemical Society, 1981,103 (5), 1303.26 Harada A, Li J, Kamachi M. Synthesis of a tubular polymer from threaded cyclodextrins J.Nature, 1993, 364 (6437), 516.27Harada A, Kamachi M. Complex formation between poly(ethylene glycol) and -cyclodextrinJ. Macromolecules, 1990, 23 (10), 2821.28 Araki J, Ito K. Recent advances in the preparation of cyclodextrin-based polyrotaxanes and their applications to soft materials J. Soft Matter, 2007, 3 (12), 1456.29 Takeshi Karino, Mitsuhiro Shibayama, Yasushi Okumura, Kohzo Ito, Physica B, 385-386 (2006), 807-809.3 研究计划部分3.1 论文选题的立论、目的和意义 现有的单一橡胶材料无法兼具隔震支座所需的高强度、高弹性、高阻尼、低模量、低压缩永久变形等特性。因此，设计和制备出兼具高阻尼、高强度、高弹性等性能的隔震支座用新型橡胶复合材料具有重要的意义。为了改善橡胶支座的阻尼特性，近年来世界各国均在致力于开发具有高阻尼性能的橡胶支座。高阻尼橡胶支座的设计理念是所用橡胶板由高阻尼橡胶制成，其吸收耗散振动能量的功能是由具有高阻尼性能的橡胶来实现 3.2 本课题的主要研究内容（1）在已有工作的基础上，研究滑动环种类及用量、极性橡胶的品种、交联程度等对杂化材料的微观结构、阻尼性能、力学性能的影响，优化出适宜于下一步共混物的体系组成范围；（2）研究极性橡胶/滑动环杂化材料的共混过程，研究杂化材料共混比、界面相容剂的类型和用量、交联剂的类型和用量、机械共混工艺参数（实验室中拟采用1升容量的高剪切密炼机进行，以下同）等对最终复合材料的微观相态结构、两相交联程度、相界面作用的影响；（3）研究复合材料微观结构在拉伸力场下的结构演变、复合材料连续相的拉伸结晶性能、分散相的拉伸取向性能，研究复合材料的弹性、强度、动态力学性能，建立微观结构、微观结构演变特性与复合材料性能间的响应关系；（4）研究新型材料在纵向高压、水平高剪切形变环境下的性能变化规律特别是阻尼性能，并与弹性体复合材料的微观结构、微观结构在力场下的结构演变特性进行关联，阐述该类材料的阻尼机理；3.3 研究方案3.3.1 技术方案（技术路线、技术措施）图 8 本实验技术路线图硫磺硫化体系的硫化胶为多硫键结构，其特点是强度高、弹性好，而硫给予体硫化的硫化胶含有大量的碳-碳键，其特点是变形小、动态性能好但弹性差。橡胶弹性支座属于厚制品，尺寸大、胶层多，硫化体系对胶层性能和产品性能影响很大，有文献表明采用硫磺和硫给予体并用的硫化体系可使胶层的静、动态性能良好1 张培震.中国地震灾害和防震减灾J.地震地质,2008,09:577-583.2 刘珍.基础隔震结构体系地震反应研究D.山东大学,2008. 3 武田寿一. 建筑物隔震防振与控振M. 纪晓惠, 陈良, 鄢宁译. 北京：中国建筑工业出版社，19974 Nishi T, Mashita N, and Murota N. Current Status of Seismic Isolation and Technology of Elastomeric Isolators in JapanJ, 中国橡胶, 2012, 28(2), 10.5 周福霖.隔震、消能减震和结构控制技术的发展和应用(下)J.世界地震工程,1990,01:7-17.6 刘兴衡.加快建筑隔震橡胶支座的推广应用J.中国橡胶,2001,12:8-10.7 陆鸣, 田学民, 王笃国, 李丽媛. 建筑结构基础隔震技术的研究和应用J. 震灾防御技术,2006, 1(3), 31.8 Nishi, T. and N. Murota (2013). Elastomeric seismic-protection isolators for buildings and bridges. Chinese Journal of Polymer Science 31(1): 50-57. 9 CN-GB.橡胶支座.第3部分:建筑隔震橡胶支座S2007.10 何曼君，陈维孝，董西侠，高分子物理M. 上海，复旦大学出版社，1990，24-357.11 金日光，华幼卿，高分子物理M. 化学工业出版社，2000，144-17512 何显儒. 丁基橡胶的阻尼性能及其应用J. 合成橡胶工业， 2003，6 (3)：81-84.13 梁星宇. 丁基橡胶应用技术M. 化学工业出版社，2004，9-17.14 Chang M C，Sperling L H. J. J. Polym. Sci.，Part B：Polym. Phys.，1988，26：16-71.15 赵秀英，向平，张立群. 受阻酚/丁腈橡胶复合材料的结构与性能J. 复合材料学报，2007，24(2)：44-49.16 Yoon K H,Yoon S T,Park O.Damping properties and transmission loss of polyuret hane I.effect of soft and hard segment compositionsJ.J Appl Polym Sci,2000,75 : 604-611.17 肖大玲，赵秀英，张立群，等. 受阻酚AO-80/聚醚型热塑性聚氨酯弹性体复合材料的结构与性能J. 合成橡胶工业，2009，32(1)：12-16.18 M.S. El-Aasser et al. (1999). Morphology, design and characterization of IPN-containing structured latex particles for damping applications. Colloids Surfaces A: Physiochem. Eng. Aspects 153:241-253.19 Kumat S. Smart ferroelectric for acoustics and vibration controlJ. Intil Mater Syst Struct.1994，5(9)：678-682.20 刘巧宾，乔勇，卢秀萍. IPN/PMN压电阻尼材料性能的研究J. 塑料，2008，37(3)：33-35.21 Wu., et al. (2000). Organic Hybrid of Chlorinated Polyethylene and Hindered Phenol. I. Dynamic Mechanical Properties. Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics 38: 2285-2295.22 C. Wu., et al. (2001). effects of molecule aggregation state on dynamic mechanical properties of chlorinated polyethlene/hindered phenol blends. Polymer 42:8289-8295.23 Wu., et al. (2000). Organic Hybrid of Chlorinated Polyethylene and Hindered Phenol. II. Influence of the Chemical Structure of Small Molecules on Viscoelastic Properties. Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics 38: 1496-1503.24 胡聪,姜志国,杜卫超,刘军,李效玉.含受阻酚侧链的聚氨酯阻尼性能研究J.聚氨酯工业,2009,24(1):10-13.25 Ogino, H., Relatively high-yield syntheses of rotaxanes. Syntheses and properties of compounds consisting of cyclodextrins threaded by .alpha.,.omega.-diaminoalkanescoordinated to cobalt(III) complexes J. Journal of the American Chemical Society, 1981,103 (5), 1303.26 Harada A, Li J, Kamachi M. Synthesis of a tubular polymer from threaded cyclodextrins J.Nature, 1993, 364 (6437), 516.27Harada A, Kamachi M. Complex formation between poly(ethylene glycol) and -cyclodextrinJ. Macromolecules, 1990, 23 (10), 2821.28 Araki J, Ito K. Recent advances in the preparation of cyclodextrin-based polyrotaxanes and their applications to soft materials J. Soft Matter, 2007, 3 (12), 1456.29 Takeshi Karino, Mitsuhiro Shibayama, Yasushi Okumura, Kohzo Ito, Physica B, 385-386 (2006), 807-809.。初步试验方案如下：一、实验步骤 1、 丁腈橡胶的混炼 （1）将NBR在开炼机上于室温塑炼，博通三次，依次加入硬脂酸、氧化锌、促进剂、防老剂和硫磺等，割刀混炼，博通，打三角包，再加入预交联的滑动环待混炼均匀后，出片，完成混炼工艺。（暂不加炭黑）。2、 硫化测试 对上述两种胶分别进行硫化测试： （1）取7g左右混炼胶在盘式硫化仪上测定硫化曲线，得到硫化温度和焦烧时间T10和正硫化时间T90。 （2）在25吨平板硫化机上按所测硫化温度、T90进行硫化，得到交联的NBR/滑动环复合材料。 （3）比较两种混炼胶的硫化时间和焦烧时间，反复调整配方，使两者的硫化性能相匹配，为以后两者共混奠定基础；同时，要求两种混炼胶的硫化时间和焦烧时间都应较长，为以后做隔震支座等大制品的加工提高基础。3、 加入填充剂（按照2中最终确定的配方） （1）丁腈橡胶 A 室温下将NBR在开炼机（白辊）上塑炼，博通三次，加入预交联的滑动环，打三角包，使之混炼均匀，出片，得到冷辊胶； B 转至热辊，待热辊升温至135140，将上一步骤的胶料拿到热辊下混炼，下料，室温冷却，得到热辊胶； C 将2中得到的热辊胶冷却至室温后，转至室温开炼机（白辊），依次加入硬脂酸、氧化锌和促。3.3.2 实施方案所需要的条件使用橡胶的支座，通常要求使用期限为60年以上。为保证橡胶支座60年以上的使用寿命，橡胶试验项目包括：拉伸性能、老化性能、硬度、粘合性能、压缩永久变形、剪切性能、脆性性能、抗臭氧性能和低温结晶性能。1（1）高性能橡胶复合材料的微观结构的表征A) 微观相态结构的实验表征 成功实现天然橡胶基体、阻尼功能组分、相容剂的共混合、共交联是调控新型橡胶材料形态结构的关键。使用高分辨透射电镜（HRTEM）、高分辨的环境扫描电镜（ESEM）以及原子力显微镜（AFM）直接观测交联前后样品的微观相态和形貌特征，结合图像分析软件可确定新型材料体系中阻尼功能组分的分散状态和形貌及其与基体之间的相分离情况。B) 橡胶基体与阻尼功能组分间的界面相互作用（或化学交联）的实验表征 采用高分辨透射电镜（HRTEM）、高分辨的环境扫描电镜（ESEM）、原子力显微镜（AFM）可以观测阻尼功能组分的界面层及其厚度。采用红外光谱（FT-IR）、核磁分析（NMR）、X光电子能谱（XPS）等可以表征阻尼功能组分与天然橡胶基体之间的化学交联情况，以及界面层的厚度及界面层的分子运动能力等。采用NMR成像（NMR imaging）表征交联网络的均匀性；采用溶胀核磁共振光谱（Swollen-state NMR spectroscopy）、平衡溶胀法测试新型复合材料的硫化交联密度。以上表征手段的联用，可以明晰橡胶基体与阻尼功能组分间的界面相互作用（或化学交联）情况，揭示阻尼功能组分、相容剂、交联体系及交联工艺参数对材料的相态、界面、化学交联的影响规律。通过AFM对单相材料和两相复合材料进行测试，再结合敲击力-交联密度标度关系，也可推算两相各自的交联密度。C) 连续相与分散相的