近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所納米材料及應(yīng)用開發(fā)中心田興友研究員帶領(lǐng)的研發(fā)團(tuán)隊在橡膠的阻尼性能調(diào)控和鏈段松弛行為研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《軟物質(zhì)》（Soft Matter）和《非晶固體》（Journal of Non-Crystalline Solids）等雜志上。
三元乙丙橡膠（EPDM）作為一類重要的阻尼減震材料，廣泛應(yīng)用在汽車制造、航空和高鐵等領(lǐng)域。目前隨著使用環(huán)境的改變，當(dāng)在一些特殊場合應(yīng)用時，如何進(jìn)一步拓寬材料的阻尼溫域是目前阻尼橡膠面臨的主要問題。
橡膠的硫化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是影響阻尼性能的關(guān)鍵因素，研發(fā)人員引入二氧化硅無機(jī)粒子到EPDM橡膠基體中，通過調(diào)控橡膠硫化網(wǎng)絡(luò)的演化過程來控制不同溫度下EPDM的鏈段松弛行為，最終獲得了一種阻尼和力學(xué)性能同步改善的橡膠復(fù)合材料（如圖1所示），尤其在高溫區(qū)具有了良好的阻尼性能（T>60℃），極大拓展了阻尼溫域。這主要歸因于無機(jī)粒子通過抑制硫化網(wǎng)絡(luò)降低交聯(lián)密度，增加了非彈性網(wǎng)絡(luò)的鏈段數(shù)量，提高了鏈段活動性，并隨填充份數(shù)的增加呈現(xiàn)不同的鏈段松弛行為，從而改善了阻尼性能和使用溫域；同時無機(jī)粒子也發(fā)揮了力學(xué)增強(qiáng)的效果，拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能也大幅度提升，因而該材料綜合性能優(yōu)異。不同含量的EPDM/SiO2復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
上述結(jié)果有助于加深對聚合物復(fù)合材料鏈段松弛行為的理解，為阻尼橡膠的高性能化提供了新思路。該工作得到了國家自然科學(xué)基金項目的資助。
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