3、天津刘建国橡胶阻尼讲座

橡胶阻尼与减震制品技术主讲人：刘建国绪论:高分子材料阻尼机理介绍产品：无沥青汽车热熔型阻尼板的研究结论与展望123目录Contents绪论高分子材料阻尼机理介绍1.高分子材料阻尼机理介绍1.1概述

随着现代工业的发展，有关振动和噪声污染的问题日益突出，。在振动控制和噪声治理领域，高分子阻尼材料优越的减震、降噪功能倍受瞩目。受到人们越来越多的关注。而材料的阻尼性能或动态力学性能是与其分子结构密切相关的，因而研究高分子材料分子结构对其动态力学性能的影响，对于深化高分子材料减振降噪理论的研究及其工程应用具有重大的意义。

阻尼材料是将固体机械振动能转变为热能而耗散的功能材料。阻尼材料按特性分为高分子阻尼材料、复合阻尼材料、高阻尼合金、阻尼涂料及其它类阻尼涂料等。各种材料的阻尼性能可根据它耗散振动能的能力来衡量，评价阻尼大小的标准是阻尼系数。高分子材料阻尼机理介绍1.2阻尼减震的材料的类型

阻尼的方法主要有三种，即系统阻尼、结构阻尼和材料阻尼。系统阻尼是在系统中设置专用阻尼减振器，如减振弹簧、冲击阻尼器等；结构阻尼是在系统的某一振动结构上附加材料或形成附加结构，增加系统自身的阻尼能力，这类方法包括接合面阻尼、库仑摩擦阻尼和复合结构阻尼等；而材料阻尼是依靠材料本身所具有的高阻尼特性达到减振降噪的目的。材料通常按其属性划分为金属材料，无机材料和有机高分子材料三类。有机高分子材料分为橡胶、塑料和纤维。橡胶是处于高弹态的高分子材料，它具有独有的粘弹性。塑料有热塑性塑料和热固性塑料两种。纤维是细而长的丝状材料。高分子材料阻尼机理介绍1.3尼减震的材料的类型材料种类繁多，其阻尼特性相差甚远，下表列出了各种材料在室温下和声频范围内的损耗系数。损耗系数是阻尼大小的量度，从表中看出，他们相差近5个数量级，其中黏弹性材料损耗系数最高，阻尼减震橡胶是黏弹性材料的一种主要类型。阻尼作用的大小可用材料的动态力学特性包括储能模量和损耗因子来表征，而损耗因子是表征阻尼的特征值，如图所示。损耗因子又称损耗因数、阻尼因子或内耗或损耗角正切，是每周期耗散能量与在一周期内的最大贮能之比。从图（a）可见，损耗因子越大，随时间的衰减越快；从图（b）可见，损耗因子越大，振幅衰减的幅值越大。工程上大多数结构材料的阻尼作用较小，损耗因子较低，振幅衰减的幅值也越大。从图（a）可见，损耗因子越大，随时间的衰减越快；从图（b）可见，损耗因子越大，振幅衰减的幅值越大。从表中可以看出，粘弹性材料的损耗因子远远高于其他材料，这也是常用具有粘弹性特性的聚合物制作阻尼材料的原因。一般认为，损耗因子小于0.1的材料不能用于减震。高分子材料阻尼机理介绍材料损耗因子材料损耗因子钢、铁1×10-4～6×10-4有机玻璃2×10-2～4×10-2有色金属1×10-4～2×10-3木0.8×10-2～1×10-2铅10-4胶合板1×10-2～1.3×10-2铜2×10-3木纤维板01×10-2～3×10-2钢2×10-3混泥土1.5×10-2～5×10-2锡2×10-4砂（干砂）1.2×10-1～6×10-1锌10-4软木0.13～0.17铝0.5×10-3～2×10-3砖1×10-2～2×10-2玻璃0.6×10-3～2×10-3石5×10-3～7×10-3塑料5×10-3～1×10-2粘弹性材料2×10-1～5×100不同损耗因子的振动衰减情况表高分子材料阻尼机理研究（a）振幅衰减速度与损耗因子关系

（b）振幅衰减大小与损耗因子关系

高性能的阻尼材料不仅要求其玻璃化转变区的温度范围与工作温度范围一致、阻尼能力强，还要求其有效的阻尼温度范围和频率范围要宽。高分子材料阻尼机理介绍1.4高分子材料阻尼减震机理高分子材料具有阻尼效果，但不是所有的高分子材料都都具有阻尼作用，只有那些结晶度不高或交联度不高的高分子材料在由玻璃态向弹性态的力学转变过程中才具有较高的内耗，即具有较大的阻尼作用，因此高分子粘弹性阻尼材料是其工作温度范围与玻璃化转变区温度范围重合的材料。橡胶属于高分子的粘弹性材料，具有高分子材料形变性质，因此橡胶阻尼作用机理直接与橡胶的动态力学松弛性质相关。当橡胶与振动物体相接触时，必然吸收一定量的振动能量，使之变成热能，结果使振动受到阻尼作用。橡胶阻尼作用大小取决于其滞后现象的大小正是由于滞后现象，橡胶的拉伸回缩循环变化均需克服链段间内摩擦阻力而内耗。粘弹性阻尼材料是聚合物和各种添加剂的复合体系，其阻尼性能主要源于聚合物的动态力学性能，包括内耗在内，都源于聚合物分子的热运动。高分子材料在受外力（振动）作用，大分子链段产生相对运动，将机械能转化为热能的过程。其中，大分子链段的运动实质上是一个应力松弛过程。高分子材料在受到交变力的作用下发生的滞后现象和力学损耗就是其产生阻尼作用的根本原因。高分子材料阻尼机理介绍1.5高分子材料阻尼减震机理介绍高分子材料在交变应力作用下，产生的应变与应力不同步，落后一个相位角，这种形变落后与应力的现象称为“滞后”。由于高分子材料的滞后存在，就产生了内耗，消耗的功以热能形式散发掉，内耗越大，吸收的振动能也越多，这就是高分子材料阻尼作用。粘弹性材料的复数模量实模量、和需模量之间的关系如左图所示。粘弹性材料应力—应变关系如右图所示。粘弹性材料复合模量的矢量粘弹性材料应力—应变关系高分子材料阻尼机理介绍以振幅为零作为时间起点时称正弦曲线。若以应变的振幅作为时间的起点，应力应变与时间的关系可用下列三角函数表示：

σ(t)=σosin(ωt+δ)（1）γ(t)=γosinωt（2）式中σ—随时间变化的交变应力；σo—最大应力振幅；γ—随时间变化的形变；γo—最大形变振幅；ω—应力变化的角频率，ω=2ƒ(ƒ为频率)；t—时间；δ—形变落后于应力的相位差。上式展开后，得式（3）：

σ=σosinωtcosδ+σocosωtsinδ(3)应力可以认为由两部分组成，一部分与应变同相（σocosδ），另一部分是应变异相90º(σotsinδ)。将其分别除以应变，则可将模量变成同相模量（或实模量）和异相模量（虚模量）两部分，其关系是：高分子材料阻尼机理介绍

σoγoσoγo高分子材料阻尼机理介绍

由于各种粘弹性材料及其配方材料的动态力学参数各不相同，且变化范围很宽，tanδ为0.01～5，E’为106～1010Pa，因而可以适应很宽的动态力学性能要求，分别用于损耗很小、弹性模量很高的防振制品直至损耗很高、弹性模量变化很宽的阻尼制品。

粘弹性材料模量实部E’和损耗因子β随温度变化，在特定温度范围内具有较高的阻尼。模量实部E’和损耗因子β随温度变化曲线如右图所示。粘弹性材料弹性模量、损耗因子与温度的关系1-玻璃态区；2-玻璃化转变区；3-高弹态区；4-黏流态区；Tg-玻璃化转变温度高分子材料阻尼机理介绍从上图可以看到，随着温度从低温升到高温，粘弹性材料经历三种力学的变化。在不同温度下呈现三个不同的区域，分别称为玻璃态区、高弹态区和黏流态区，在玻璃态和高弹态之间称为玻璃化转变区。对于阻尼材料来说，因其阻尼作用主要发生在玻璃化转变区。在玻璃态区，粘弹性材料分子在外力作用下发生普弹形变，链段运动冻结，在此域内粘弹性材料显示很高刚性，损耗因子相当低，并且模量和损耗因子随温度的变化也不明显。处在玻璃态区的粘弹性材料只有在很低的频率下才能出现大的能量损耗。在玻璃化转变区，随着温度的升高，粘弹性材料分子链段开始解冻，分子链段运动导致内耗增加，因而其损耗因子也增大，因此，玻璃化转变区对粘弹性阻尼材料十分重要，是粘弹性阻尼材料的特征工作区。在转变区内，力学性能发生很大的变化，模量随温度升高而迅速降低，而损耗因子则达到阻尼峰值，此时所对应的温度称为玻璃化转变温度，简称玻璃化温度，通常以Tg表示，而后损耗因子迅速下降。转变区的宽度即发生玻璃化转变温度范围，就是有效阻尼的温度范围。高分子材料阻尼机理介绍

在高弹态区，温度继续升高粘弹性材料进入高弹态，这时分子链的运动更加自由，链段间的滑移绝大部分趋向恢复原状，出现高弹形变，形变率较大，模量值较低，材料是柔软的，损耗因子中等，在这个区域，材料的的刚性和最大能量损耗只有在较高频率下才能出现。

在黏流态区，不仅粘弹性材料的链段运动，而且分子链条也滑动，粘弹性材料开始出现流动，形变迅速增加，不可逆。处于黏流态的粘弹性材料虽有很高的损耗因子，但其力学强度很低，不能直接作为固态型阻尼材料使用。

粘弹性材料的阻尼特性除和温度有关外，还和外力作用的时间或频率有关。频率的影响和温度的影响正好相反。粘弹性材料的力学性能与频率的关系如右图所示。粘弹性材料的力学性能与频率的关系1-高弹态区；2-转变区；3-玻璃态区高分子材料阻尼机理介绍

从图中可以看到，在温度恒定时，粘弹性材料的模量实部随频率的增高总是增加，而其损耗因子在橡胶态区时随着频率的增加也增大，但在玻璃态区随着频率的增大而减小。在这两个区域中间也存在着一个转移区，在转移区的损耗因子几乎与频率无关。

温度和频率可单独影响力学松弛现象，也可联合影响力学松弛现象。同一个力学松弛现象既可以在较高温度下，在较短时间内（较高频率）观察到，又可以在较低温度下较长时间（较低频率）内观察到。只有当温度和振动频率都处于粘弹性阻尼材料的玻璃化转变区时，才有可能具备最大的损耗因子，耗散更多的机械能。橡胶阻尼产品的介绍阻尼产品介绍：无沥青汽车热熔型阻尼板的研究。无沥青汽车热熔型阻尼板的研究是按照汽车减震板标准，试验出无沥青环保热熔型阻尼板的样品的过程。无沥青汽车阻尼热熔板是一种环保的热熔阻尼板。空调丁基橡胶阻尼块的制备和无沥青汽车热熔型阻尼板试验，可以最大限度地降低空调制冷和汽车的机械噪声，减轻机械震动，提高工作效率，提高产品质量。研究内容意义无沥青汽车热熔型阻尼板的研究1.引言3.热熔型阻尼板现状及发展趋势4.汽车阻尼板标准5.无沥青热熔型阻尼板的试验6.热熔阻尼板性能检测7.结论与展望2.汽车阻尼板分类及特点一、引言汽车车身壳体一般是由单层或多层的冷轧板或镀锌板焊接制成，壳体受振动时，就会形成振动辐射噪声，使其成为汽车主要噪声，同时，汽车和发动机运行时的机械噪声也是由于其各部件振动及相互作用产生的，为有效降低或控制这类噪声，采用表面阻尼结构减少振动。阻尼减震降噪方法是在发生振动的金属板上涂贴阻尼材料，通过其抑制振动降低噪声。汽车车身主要由多块冲压成形的薄钢板焊接而成。由于钢板较薄且损耗因子低，所以在行驶过程中车身结构容易发生振动，同时由振动产生的噪声也辐射到车内，影响汽车的舒适性。目前，在薄钢板上粘贴阻尼材料层已经成为衰减车身振动能量、降低车内噪声的常用方法之一。一、引言热熔阻尼材料目前是一种以沥青为主要基材、以无机物为主要填料的粘弹性阻尼材料。由于能够利用汽车的烤漆工序使该材料熔融并粘贴在车身上，因此热熔型阻尼材料在汽车行业获得了广泛的应用。理论分析结果表明，热熔型阻尼材料的阻尼性能是影响其减振、降噪效果的主要因素之一。本次试制针对热熔型沥青汽车阻尼板的弊病，就无沥青汽车热熔型阻尼板进行了研究，试验出无沥青环保型汽车热熔阻尼减震板。二、汽车阻尼板分类及特点汽车尼板又称地板消音垫。目前，汽车阻尼板分为自粘型阻尼板、磁性型阻尼板和热熔型阻尼板三种。自粘型阻尼板是由主体材料加入增韧、增塑和填料等助剂，轧制各种不同形状和厚度的黑、棕色柔软板材。产品表面的压敏胶粘附在应用部位上，使用时不用加温，对于不具备涂装烘烤线的汽车厂，自粘型阻尼板产品同样可以应用到车身地板部位。其具有施工简便适于流水线作业，且没有环境污染、厚度容易保证、粘接强度高的特点。

磁型阻尼板是由主体材料加入增韧、增塑、增黏、磁性材料和填料等助剂，轧成各种不同的形状和厚度板材。使用在汽车顶棚、车门、后门、后侧围等车体内部垂直部位的钢板上。利用磁性吸附在应用部位上，随油漆烘干而塑化，冷却后即可牢固地粘合在钢板上，具有施工简便适于流水线作业，没有环境污染、厚度容易保证、粘接强度高的特点。二、汽车阻尼板分类及特点热熔型阻尼板是由主体材料加入加入增韧、增塑、增黏和填料等助剂，轧成各种不同的形状和厚度板材。使用在汽车地板、备胎仓等平面部位的车身钢板上。热熔型汽车阻尼板，即是在面漆的前一道工序中，通过压敏胶粘结在对应的汽车零部件处，然后整体运输到烤漆厂进行处理，最后随面漆烘烤塑化，冷却后即与钢板牢固地贴合在一起。热熔型阻尼板具有随形性能优良，施工简便适于流水线作业，且没有环境污染，厚度容易保证，粘接强度高等的特点。三、热熔型阻尼板现状及发展趋势目前，国内各热熔型阻尼胶板的生产厂家使用的阻尼胶板大都是沥青基的,产品的耐寒性、弹性、耐老化性较差,而且含有对人体有害物质。沥青基热熔型阻尼板在弹性、耐寒性等方面与国外产品相比相差甚远。主要原因是为降低成本而使用了沥青等廉价低质的材料所致。沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，呈液态、半固态或固态，是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青中含有荧光物沥青原始状态质，其中含致癌物质3.4苯并芘高达2.5%～3.5%，高温处理时随烟气一起挥发出来。沥青烟和粉尘可经呼吸道和污染皮肤而引起中毒，发生皮炎、视力模糊、眼结膜炎、胸闷、腹病、心悸、头痛等症状。经科学试验证明，沥青和沥青烟中所含的3，4苯并芘是引起皮肤癌、肺癌、胃癌和食道癌的主要原因之一。在受沥青污染的空气中生活，易致免疫力下降。三、热熔型阻尼板现状及发展趋势目前，使用的沥青阻尼胶板存在的主要问题是:受热分解出致癌物,影响驾乘人员身体健康；冬季材料失去弹性,发硬、发脆；施工困难,破损严重；冬季容易老化分解而发生龟裂,失去防振、隔热作用；汽车报废时影响环境。沥青阻尼板是一种相对成熟且落后的材料，近年来，为了保护环境，有逐渐被无沥青环保阻尼板取代趋势。环保阻尼板与沥青阻尼板在原材料上就有本质的差异，环保阻尼板一般采用特种聚烯烃类高分子材料。环保阻尼板在性能上优于沥青阻尼板，只是在价格上高于沥青阻尼板，但为了公民的安全健康，环保阻尼板是今后汽车阻尼减震发展方向，以满足人们越来越强的环保意识的要求,跟上世界汽车工业发展的步伐。四、汽车阻尼板标准不同的汽车厂对热熔型阻尼板提出的性能指标有所不同，长安公司主要技术标准如下：1.技术要求（1）外观阻尼板外观均匀光滑，无大量气泡、无开裂等缺陷存在。（2）材料性能热熔型阻尼胶性能指标见右侧表格。项目指标密度（g/cm3）1.6±0.1蒸发量（%）≤1热流动性（mm）≤10下垂性（mm）≥10无垂断耐寒冲击性不开裂，不剥离收缩率，%≤3粘接剪切强度（MPa）≥0.5发烟温度（℃）≥160燃烧性若为“可燃”则燃烧速度应小于80mm/min热熔后外观不开裂，起泡面积＜10%涂装通过性不开裂，不起泡结构阻尼因子(二阶自由梁法)≥0.08四、汽车阻尼板标准1.技术要求（3）VOC性阻尼板应满足的VOC指标见下表总称名称挥发性有机物及醛酮类物质及浓度限量值（ug/m3）甲醛乙醛丙烯醛苯甲苯乙苯二甲苯苯乙烯TVOC全车地板消音垫1501501001001006070501000（4）禁限用物质要求零部件产品中每一均质材料中的铅、汞、六价铬、多溴联苯（PBBs）、多溴二苯醚（PBDEs）的质量分数不应超过0.1%，镉的质量分数不应超过0.01%。五、无沥青热熔型阻尼板的试验热熔型阻尼板生产试验设备见下表

无沥青热熔型阻尼板的试验包括配方试验、工艺确定及产品检测等。1.试验设备设备名称规格型号生产厂家橡胶切胶机XQL-8

开放式炼胶机XK-160无锡橡胶机械厂捏合机NH-5

两辊压片机Ф160×320自制冲切机

自制五、无沥青热熔型阻尼板的试验

无沥青热熔型阻尼板胶配方设计，就是根据阻尼板产品的性能要求和工艺条件，通过试验、优化、鉴定，合理地选用原材料，确定各种原材料的用量配比关系。2.试验配方（1）原材料的选择无沥青热熔型阻尼板胶原材料有主体材料和配合剂两大部分，阻尼板胶主要材料见下表。材料名称分子式生产厂家丁基橡胶（IIR1751）(C5H8.C4H8)n北京燕化集团公司合成橡胶厂丁基再生橡胶

天津东榛橡胶有限公司聚异丁烯(PIB2400)(C4H8)n韩国大林松香树脂C19H29COOH上海理高化工有限公司海泡石Mg8(H2O)4[Si6O16]2(OH)4·8H2O灵寿县振杨矿物粉体加工厂云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2灵寿县振杨矿物粉体加工厂松焦油化合物上海理高化工有限公司重质碳酸钙CaCO3河北石家庄天昊矿产品加工厂EVA(C3H6)n北京燕山石化SBS(C8H8·C4H6·C8H8)n岳阳石化五、无沥青热熔型阻尼板的试验2.试验配方①主体材料的特点主体材料为丁基橡胶、丁基再生胶或与SBS、EVA并用。丁基橡胶是高分子材料中阻尼减震性能优秀的材料，丁基再生胶具有低廉的价格，EVA具有良好的热熔性能，具体性能见第三章。SBS是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。其中的苯乙烯链段为硬段，聚集成结晶相，构成微区，均匀分布在丁二烯链段为软段组成连续相中。苯乙烯段微区为不连续相，由各分子苯乙烯段聚集而成，使SBS具有物理交联作用，SBS分子网络结构类似硫化橡胶，PS微区成为交联点，具有补强效果。常温下，聚苯乙烯自补强效果好，材料强度高，因丁二烯段柔顺性优良，材料弹性高，耐低温，橡胶性能也能表现很充分；SBS在高温时具有可塑性能，这是因为温度高于苯乙烯玻璃化温度时，结晶相部分缔合“分解”，使网状交联模型中的网络移动或破坏，产生可塑性能。当温度降到玻璃化温度以下时，其网状结构又能重新形成，该过程可以无数次重复。五、无沥青热熔型阻尼板的试验2.试验配方①主体材料的特点

SBS弹性好、抗张强度高，比普通塑料耐屈挠性好，表面摩擦大，抗湿滑性能优良；SBS在高温熔融状态下，表观熔融粘度随温度升高、剪切应力和剪切速率的升高而降低，与其自然对数呈线形下降关系，属于假性非牛顿流体；SBS有良好的低温性能，因此其制品在寒带使用，也有较好的柔韧性，不会脆裂。②增黏剂的特点：增黏剂选择聚异丁烯PIB、C5树脂、松香树脂。主体材料具有一定的粘附性，但粘附力达不到热熔黏合使用要求。为了调节热熔阻尼胶的综合性能，在配方中要加入一定量的增黏剂，以改善热熔胶对被粘接材料的粘合性能。聚异丁烯、C5树脂性能见第三章。五、无沥青热熔型阻尼板的试验2.试验配方②增黏剂的特点：松香树脂松香树脂是三环二萜类化合物，在含水乙醇中得单斜片状结晶。松香是由多种树脂酸组成，其化学性质决定于树脂酸所能产生的各种反应。树脂酸分子中拥有两个化学反应中心：双键和羧基。松香是一种透明而硬脆的固态物质，折断面似贝壳且有玻璃光泽，颜色由淡黄至褐红色，溶于许多有机溶剂，如乙醇、乙醚、丙酮、苯、二硫化碳、松节油、油类和碱溶液中，但不溶于水。比重1.05～1.10，软化点在7O～9O℃。松香为增加胶料的黏着性能的增塑剂，提高初粘强度，松香对弹性体有着良好的相容性，增粘效果较好。松香用量一定要适中，因为松香增粘剂的相对分子质量较胶粘剂小得多，所以松香过少，阻尼胶片浸润性不好，起不到增粘作用；量过多，则破坏了阻尼胶片的内聚力，使粘接力降低。本研究采用松香树脂作为热熔阻尼胶增粘剂。五、无沥青热熔型阻尼板的试验2.试验配方③软化剂的特点：软化剂选择无味松焦油。为了提高主体材料与助剂分间的相容性，增加填料的用量，减少其它增黏树脂的用量，降低产品成本，调节阻尼胶的针入度，适量加入少量的无味松焦油以满足热熔阻尼胶性能要求。

松焦油又称松明油、松根焦油、木焦油，是一种复杂的化合物，深褐色至黑色黏稠液体。相对密度1.03～1.07。沸点范围240～400℃。微溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿、冰醋酸、固定油、挥发油、氢氧化钠溶液等。松焦油用作热熔阻尼胶中的软化剂，有助于提高热熔阻尼胶的粘性，有助于配合剂的分散，。可提高热熔阻尼胶的耐寒性。五、无沥青热熔型阻尼板的试验2.试验配方④填充剂的特点：填充剂选择重质碳酸钙、海泡石、云母。重质碳酸钙也简称为“重钙”，由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。在常压下，方解石加热到898℃、文石加热到825℃，将分解为氧化钙和二氧化碳；碳酸钙与所有的强酸发生反应，生成水和相应的钙盐，同时放出二氧化碳；在常温下，碳酸钙在水中的浓度积为8.7×1029、溶解度为0.0014，碳酸钙水溶液的pH值为9.5～10.2，空气饱和碳酸钙水溶液的pH值为8.0～8.6。碳酸钙无毒、无臭、无刺激性，通常为白色，相对密度为2.7～2.9。通常重钙用作热熔阻尼胶的填充剂起到增加产品的体积，降低生产成本。五、无沥青热熔型阻尼板的试验2.试验配方④填充剂的特点：海泡石是一种纤维状的含水硅酸镁，通常呈白、浅灰、浅黄等颜色，不透明也没有光泽。它们有的形状像土块，有的成一个奇怪皮壳状或结核状。具有滑感和涩感，粘舌。干燥状态下性脆。收缩率低,可塑性好，比表面大,吸附性强。溶于盐酸、质轻。海泡石还具有脱色、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等性能。海泡石应用于热熔阻尼胶中，其具有补强填充作用，其吸附性和分散性极强，热稳定性极高，耐高温，形态结构特征与温石棉类似，且是环保产品、价格较便宜。云母是分布最广的造岩矿物，钾、铝、镁、铁、锂等层状结构铝硅酸盐的总称。通常呈假六方或菱形的板状、片状、柱状晶形。云母具有较高的绝缘强度和较大的电阻、较低的电介质损耗和抗电弧、耐电晕等优良的介电性能，而且质地坚硬，机械强度高，耐高温和温度急剧变化，具有独特的耐酸、耐碱、化学稳定性能，还具有良好的绝缘和耐热性、不燃性、防腐性。云母应用于热熔阻尼胶中，主要提高阻尼胶耐热性、阻燃性。无沥青热熔型阻尼胶配方设计，就是根据阻尼产品的性能要求和工艺条件，通过试验、优化、鉴定，合理地选用原材料，确定各种原材料的用量配比关系。无沥青热熔型阻尼胶基本配方见右侧表格。2.试验配方（2）基本配方原料组分（牌号）配比(％)丁基橡胶/丁基再生橡胶/SBS/EVA聚异丁烯PIB（分子量2400）C5树脂云母海泡石松焦油松香重钙其它助剂合计：10010～3010～3010～3050～7040～6040～603005

3.热熔阻尼胶板生产工艺流程4.热熔阻尼胶板制备生产热熔阻尼胶板首先要制备丁基热熔阻尼混炼胶，混炼胶经挤压、压延、冷却和停放后，最后进行冲裁得到热熔尼胶板产品。捏合混合炼胶计量配料挤压压延冷却冲裁热熔阻尼板合格成品（不合格成品）热熔阻尼母胶制备

首先将丁基橡胶和丁基再生胶在切胶机上进行切胶，丁基橡胶在开炼机上进行薄通塑炼，丁基再生胶在开炼机上过薄，然后按配方各种原材料的称量。加工好的丁基橡胶和丁基再生胶与部分重钙在密炼机中进行混炼，制成橡胶母炼胶。制备热熔阻尼母胶主要控制参数为塑炼、混炼的温度和时间，塑炼温度控制在60℃以下，混炼温度控制在90℃以下，塑炼、混炼的时间根据设备装胶量来具体确定。捏合捏合是将配方里的母炼胶与剩余的配合剂混合物均匀地融合在一起，是热熔阻尼板制造中最关键的工序。它直接影响到热熔阻尼板的各项性能，所以应该严格控制该工序的生产工艺。捏合过程不仅要使胶与配合剂均匀混合在一起，还要注意控制捏合的温度与时间。如果时间过短会导致成品不均匀，密合度下降，顶注性小，达不到要求；捏合时问过长则顶注性太大，易垂断，同时热流动性会增大，在烘烤中可能会造成车身挡孔等失效模式。本次试验采用导热油加热的自带挤出装置挤出机头的捏合机，捏合机混炼温度控制在130～160℃，时间约40～60min。捏合混炼炼完成后，用捏合机本身自带挤出装置的挤出机头，挤出一定规格尺寸的胶片。4.热熔阻尼胶板制备压片、冷却

压片是将捏合后挤出的胶片输送两辊压延机，通过压延压成板状的工序。冷却和压延同时进行，冷却水管大多装于后辊上面，以便于直接将水喷射到阻尼板上。冷却水喷射压力不能过大，否则将对阻尼表面造成影响，密合度下降。冷却水一般可以循环使用，但所含杂质不能过多，清洁度要求高。冲裁阻尼板一般用冲床刀模进行冲裁或用辊筒木板刀模滚切，用各种规格的汽车阻尼板月刀或木板刀冲切成汽车阻尼板，检验合格后，即可包装入库。4.热熔阻尼胶板制备六、热熔阻尼板性能检测

热熔阻尼板性能检测主要分为常规物理性能检测、使用性能检测和散发性能检测三类。主要是对阻尼板的气味、有机物含量和甲醛含量进行测定，按vw50180((车内挥发物控制标准》测试要求判断是否合格。试验手段有凹槽试验、热稳定性试验、落球试验、盐雾试验、玻璃面密合度试验、熔化后特性及黏结强度试验。性能检测常规物理性能检测散发性能检测使用性能检测主要对阻尼板密度、灼烧后残留物、阻尼因数、断裂力、磁力和弯曲性能进行测试。1.试验方法（1）试验的一般条件如无特殊说明，试验时环境为温度20℃±5℃，相对湿度65℃±5℃，试验片在该种状态下至少保持14h以后才能用于试验。试验板材料均选用厚度0.8mm的冷轧钢板，经过脱脂、磷化、电泳底漆固化后所得之试板，以下简称ED板。固化条件为（140℃±2℃）×30min，即在140℃±2℃下烘烤30min。（2）密度测定方法取3件阻尼片100mm×100mm分别测其重量，按1m2质量换算，求平均值。（3）灰分测定方法

取所定量的阻尼片放在重量已知的磁性坩埚内,称出准确的重量，用电炉慢慢加热，待阻尼片挥发或灰化后，打开锅盖使空气流通，并于强热灰分后在干燥器内放冷，测量冷却后的重量，算出对试验原重量的灰分百分率。1.试验方法（4）蒸发量测定方法将阻尼片裁剪小于100mm以下的方形小块，重量均为10g的试样，按据JISK2533—1971《石油沥青蒸发量试验方法说明书》进行试验。（5）热流动性测定方法

将80mm×220mm阻尼片放在600斜面的钢板上，并放置在160℃±2℃的热风干燥器中30min后取出，取出冷却至室温，用钢直尺量取长端下缘最远处至顶端距离。热流动性测试如右图所示。

流动性计算公式：流动性(mm)=加热后长端长度(mm)-加热前长端长度(mm)。热流动性测试图1-阻尼片；2-试验钢板1.试验方法（6）收缩率测定方法取200mm×200mm的阻尼片测量尺寸后，放置300mm×300mm×0.8mm涂漆钢板上，放入150±2℃的恒温箱内，加热30min后冷却至常温，在测量尺寸，计算出阻尼片的收缩率。收缩率计算公式：

纵向收缩率（%）＝

×100

横向收缩率（%）＝

×100烘烤前纵向长度（mm）烘烤后纵向长度（mm）烘烤前横向长度（mm）烘烤后横向长度（mm）1.试验方法（7）收缩率测定方法将100mm×100mm×2mm阻尼试验片放在150mm×150mm×0.8mm中央开孔φ60试验钢板上，下有高20mm的支架，放入鼓风恒温烘箱中（140℃±2℃）×30min，取出冷却至室温。用钢直尺量取落塌最深处的深度。下垂性测试如下图所示。下垂性测定示意图1-阻尼试验片；2-试验钢板；3-落塌深度4-支架高度1.试验方法（8）耐寒冲击性测定方法将200mm×100mm×2mm阻尼试验片平放在250mm×150mm×0.8mm试验钢板上，在烘箱中（150℃±2℃）×30min固化后，取出冷却至室温。放入已降至-20℃±2℃的低温恒温槽保持30min，取出后立即如图4-3放置，在5s内将钢球在试板中央上方400mm处自由落下，观察阻尼试验片有无破裂，有无剥离。耐寒冲击性测试示意图1-阻尼试验片；2-试验钢板；3-冲击钢球1.试验方法（9）粘接剪切强度测定方法将25mm×25mm×2mm阻尼试验片，放在两块130mm×25mm×0.8mm试验钢板中间如下图所示，在烘箱中（150℃±2℃）×30min固化后，取出冷却至室温。将试片水平夹持于拉力机上，保证粘接部位至左右夹头的距离相等，试片横轴与拉力方向中心线重合。开动拉力机，以200mm/min的速度施加载荷，记录接头破坏时的最大载荷。粘接剪切试片示意图1-阻尼试验片；2-试验钢板；3-砝码(30g)；4-水平保持具粘接剪切强度计算公式：

粘接剪切强度(MPa)＝

最大载荷（N）粘接面积（mm）1.试验方法（10）气味的测定方法将100mm×150mm阻尼片置于同样尺寸的试验钢板上，放入烘箱中（150℃±2℃）×30min固化后，取出冷却至室温，在20℃±5℃的水中浸泡24h后，再置于140℃±2℃的烘箱的试验箱内保持3h，然后打开盖子和标准样品比较气味，气味应由3人以上进行评定。气味测定如右图所示。气味测定示意图1-试验钢板；2-阻尼片；3-试验箱；4-盖子；5-烘箱1.试验方法（11）燃烧性测定方法把阻尼片试样装在试板上，再装进燃烧试验装置，点燃本生灯，使蓝色焰烧着试料，并立即用秒表记时，燃烧本生灯15s后，停止施加火焰。停止施加火焰时，测定出“自熄”、“阻燃”和“可燃”。（12）结构阻尼因子测定方法在200mm×20mm×1mm的试板上放置试样（尺寸为170mm×20mm×2mm，长端取压延方向），按4.1.3固化后，按GB/T16406-1996测试。1.试验方法（13）发烟温度测定方法将50mm×50mm×2mm阻尼片平放在100mm×100mm×0.8mm未涂装的冷轧板上，在烘箱中（150℃±2℃）×30min固化后，取出冷却至室温。将热电偶插入试料中将试片钢板面放于加热器上，打开加热器，以（20℃±2℃）/min（热点偶显示）的升温速度加热。记录开始看见明显烟雾时的温度。2.试验规则汽车全车热熔阻尼板必须经制造厂检验合格，并附有产品合格证方能出厂。热熔阻尼板为出厂检验和型式检验，如下表要求。汽车全车热熔阻尼板试验规则序号检验项目出厂检验型式检验1外观√√2密度

3蒸发量—√4下垂性—√5热流动性—√6耐寒冲击性—√7收缩率—√8粘接剪切强度—√9发烟温度—√10燃烧性—√2.试验规则序号检验项目出厂检验型式检验11结构阻尼因子—√12热熔后外观—√13涂装通过性—√14磁场性能—√15VOC—√16禁限用物质—√七、结论与展望本章论述了汽车热熔型阻尼板的分类及特点，目前汽车使用阻尼板的状况及发展趋势，重点研究了无沥青汽车热熔型阻尼板的配方设计、制作工艺及产品的检验等内容。热熔型阻尼板，是热熔后贴在车身内表面的一种粘弹性材料，紧贴着车身的钢板壁上，主要是为了起到减少噪声、减少震动的作用，也就是说起到阻尼作用。汽车上使用沥青汽车热熔型阻尼板部位为地板消音层、后排座椅底下以及后备箱的消音层。沥青中含有致癌物质苯并芘高，高温处理时随烟气一起挥发出来。在加速热老化试验中，沥青阻尼板超过150h后性能急剧下降，而且受热时会加快释放有害物。而且沥青阻尼板使用2～3年就会出现性能全面下降。本人研制的无沥青汽车热熔型阻尼板采用特种聚烯烃类高分子材料，是环保阻尼板一种，在环保、老化以及使用寿命上更为优异。七、结论与展望目前，国内还没有限制沥青用于车内的强制性规定，所以国产汽车使用沥青阻尼板片看也是完全合乎法规的，但是，无沥青阻尼板的耐寒性、弹性、耐老化性差，且含有对人体有害物质和对环境污染。为了克服这些缺点，跟上汽车工业发展潮流，研制无沥青环保汽车阻尼板是具有重要的意义。结论结论无沥青汽车热熔型阻尼板的研究，是和河北定兴富丽华汽车零配件厂共同联合进行研究的。在整个研制过程中，做到有标准、有目的、有条件、有的放矢。研制的两种阻尼产品，具有具有性能优良、成本较低、在生产有广泛的前景。

本文通过对高分子粘弹性材料的阻尼理论方面研究，按照阻尼制品的标准进行配方试验，筛选出最佳配方，进行小试、中试，最后确定生产配方。在研制过程中得到以下结论：

1.丁基橡胶具有显著的粘弹性，内耗大，在其玻璃化转变温度区内表现出最好的阻尼性能能；与其它尼材料