聚硼硅氧烷(PBDMS)是一種具有特殊流變特性的高分子智能材料,這類材料在低應(yīng)變率下呈流動(dòng)態(tài),當(dāng)受到?jīng)_擊時(shí)材料會(huì)表現(xiàn)出固體狀態(tài)從而消耗大量能量,因此材料具備抗沖擊及緩沖吸能效果。本文主要通過硼酸與羥基硅油制備PBDMS,分析PBDMS的流變特性,及與硼化交聯(lián)密度、羥基硅油(PDMS)的羥基含量的關(guān)系。與此同時(shí),本文利用PBDMS改性雙組份液體硅膠與發(fā)泡聚氨酯,分析改性前后材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為、緩沖吸能效果、抗沖擊性能等,以及與硼化交聯(lián)密度、羥基硅油含量、二氧化硅顆粒填充量量之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明:(1)PBDMS的粘度會(huì)隨著剪切速率的提高而提高。同時(shí)隨著PDMS羥基含量的提高及硼化交聯(lián)密度的增大,最高粘度值會(huì)上升,增稠效果更加顯著。硼化交聯(lián)密度有一定的飽和值,當(dāng)PBDMS的硼化交聯(lián)密度達(dá)到飽和時(shí),PBDMS的最高粘度值也趨于平穩(wěn),羥基硅油(8.5%)與硼酸的羥基比例為1:3時(shí),PBDMS的增稠效果最強(qiáng)。(2)不同羥基含量的PDMS制備的PBDMS改性硅膠時(shí),隨著硼化交聯(lián)密度及PDMS羥基含量量增大,PBDMS改性硅膠的損耗模量與儲(chǔ)能模量增大,阻尼因子減小,并且隨著頻率的提高,改性硅膠的損耗模量與儲(chǔ)能模量也會(huì)隨之提高,PBDMS的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能越好,材料在具有更高的阻尼耗散能力的同時(shí)具有更高的回彈性能。PBDMS改性液體硅膠之后,可以提高硅膠的緩沖吸能效果,并且其規(guī)律與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能規(guī)律相一致,即羥基含量越高,硼化交聯(lián)密度越高,材料的緩沖吸能越好,在該次實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,爹基含量為8.5%的PDMS與硼酸含量比為1:3所制備的PBDMS改性液體硅膠的緩沖吸能效果最好。(3)在PBDMS改性液體硅膠當(dāng)中,二氧化硅顆粒的填充量越高時(shí)以提高的材料的損耗模量及儲(chǔ)能模量,提高了材料的動(dòng)態(tài)力,學(xué)性能,但是填充量有一定的飽和值,、當(dāng)二氧化硅顆粒含量增大到8%時(shí),材料的填充量量量基本達(dá)到飽和,此時(shí)的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能趨于穩(wěn)定。利用霍比金森桿測(cè)試后發(fā)現(xiàn)PBDMS改性之后的硅膠要比純硅膠的抗沖擊性能好,獲得了更高的強(qiáng)度。并且在一定范圍內(nèi),沖出的應(yīng)變速率越高時(shí),PBDMS對(duì)硅膠的抗沖擊性能提升越明顯,PBDMS硅膠表現(xiàn)出應(yīng)變速率敏感效應(yīng)。隨著二氧化硅顆粒含量的增大,PBDMS改性硅膠的抗沖擊性能也會(huì)隨之增大直到填充量飽和,最優(yōu)填充量為8%。(4)PBDMS改性發(fā)泡聚氨酯時(shí),硬度會(huì)有所下降;同時(shí)在PBDMS改性發(fā)泡聚氨酯的緩沖吸能效果要強(qiáng)于純發(fā)泡聚氨酯。PBDMS改性發(fā)泡聚氨酯后可以提高發(fā)泡聚氨酯的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,使得材料在受力時(shí)獲得更好的彈性且具有更優(yōu)的消耗變形能量的能力,即更高的儲(chǔ)能模量與損耗模量,并且在高頻下,材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的提升更為顯著。
【學(xué)位單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ317
【部分圖文】：

PDMS骨架結(jié)構(gòu)

-lian 等人[58]以二苯基硅烷二醇，羥基硅油，甲基種 Si / B 比的聚硼硅氧烷。Rubinsztajn S 報(bào)道[6鹽與二苯基硅烷的縮合反應(yīng)合成聚硼硅氧烷樹脂縮合過程，最終形成 Si-O-B 鍵。Ahmet KASGA）與三烷氧基硼（BTA）進(jìn)行縮聚反應(yīng)制備的聚中，其中最關(guān)鍵的是硼酸是否反應(yīng)完全。高溫處i-O 鍵會(huì)斷裂，分子會(huì)相互反應(yīng)，形成大分子量圖 1-2 PDMS 骨架結(jié)構(gòu)Fig.1-2 PDMS skeleton structure包含 Si-O-B 鍵的聚硼硅氧烷（PBDMS)。三種可

一般在 Hopkinson 壓桿實(shí)驗(yàn)過程中，系統(tǒng)的入射桿和透射桿由高強(qiáng)度而成，但在本次實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，由于本論文中所采用的的材料為波阻抗較低的高分，對(duì)傳統(tǒng)的 Hopkinson 壓桿實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了調(diào)整。采用鋁合金作為系統(tǒng)的入射 15mm。采用有機(jī)玻璃空心管作為透射桿，外徑為 15mm，內(nèi)徑為 11mm。與心管端部覆蓋有機(jī)玻璃蓋片。在實(shí)驗(yàn)過程中，為確保應(yīng)力波在傳播中間沒有散壓桿的端部必須保證充分接觸。據(jù)一維應(yīng)力波理論，當(dāng)子彈以一定的速度撞擊入射桿時(shí)，在樣品的方向上形成應(yīng)力波[66]。入射脈沖的長(zhǎng)度是子彈長(zhǎng)度的兩倍，脈沖幅度與沖擊速度成正比到達(dá)樣品和入射桿的接觸面之后，其部分被反射，反射波以拉伸波的形式沿著，并且波的另一部分透過樣品，進(jìn)入透射桿。波在樣本中的傳播時(shí)間要長(zhǎng)得多忽略了樣本內(nèi)的波傳播效應(yīng)[67]。吸收桿位于透射桿后面，其端部與一個(gè)巨大觸，吸收透射桿上不需要的動(dòng)量。應(yīng)變傳感器沿著壓力桿徑向安裝在入射桿和與樣品相等的距離處。它將應(yīng)力波產(chǎn)生的應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并通過示波器記維彈性波傳播理論，計(jì)算試樣的應(yīng)力和應(yīng)變[68-71]。
【相似文獻(xiàn)】

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