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航天飞行器在一些极端的高低温环境中运行,为克服其振动而产生结构疲劳,要求采用宽温域范围内稳定的阻尼材料。聚氨酯材料作为一种利用高分子的粘弹性吸收振动能,并将振动能转化为热能耗散掉的功能材料,阻尼性能优异,且加工工艺良好,具有良好的耐高低温性能。本课题旨在研制出能够满足宽温域(-50~100℃)范围内的聚氨酯阻尼材料,且在空间舱内环境下阻尼因子保持相对稳定。从分子结构设计出发,合成三种新型长链的扩链剂,引入到聚氨酯链段中,研究了软段分子量、交联密度、扩链剂结构、云母含量及测试频率对阻尼因子的影响;采用两种环氧树脂对新型聚氨酯进行共混改性制得阻尼材料,并对其阻尼性能、力学性能及热稳定性进行研究。具体工作分为以下几个部分:首先,合成了-NCO封端的聚醚二醇PPG210聚氨酯预聚体、聚醚二醇PPG220聚氨酯预聚体和聚醚三醇PPT330聚氨酯预聚体,并通过三羟甲基丙烷TMP、丁二醇BD-1对其预聚体进行扩链和交联,制得三种聚氨酯,分别简称为210 BD-1聚氨酯、220 BD-1聚氨酯和330 BD-1聚氨酯,并对其阻尼性能进行测试。结果表明,210 BD-1聚氨酯的阻尼峰整体高于220 BD-1,改变交联密度对拓宽两种聚氨酯的阻尼温域作用不明显,但均提高其峰值温度的tanδ值,云母的加入降低了其峰值温度的tanδ值。330 BD-1聚氨酯的阻尼温域明显高于前两种,降低交联密度,有效阻尼温域提高了29.2℃,添加20份云母后,有效阻尼温域又提高了7.7℃。最终制得330 BD-1体系的聚氨酯,有效阻尼温域为-50~64.2℃,断裂伸长率为361%。其次,为改善210聚氨酯和220聚氨酯的阻尼性能,合成了三种含有苯环和柔性链结构AD-1扩链剂,只含有柔性链结构AD-2扩链剂和含有多个空间位阻大的苯环结构BD-2扩链剂,利用刚性苯环和柔性长支链结构,增大与聚氨酯主链间的摩擦损耗来拓宽阻尼温域。对比软段分子量对聚氨酯阻尼因子的影响,结果表明柔性链较长的220聚氨酯能在室温区避开阻尼峰,并且能保持阻尼因子的稳定性;对比交联密度(用三官能扩链剂TMP中-OH含量与两官能扩链剂中-NH含量的比值3OH/2NH表示)对聚氨酯阻尼因子的影响,三种聚氨酯的有效阻尼温域均随着3OH/2NH比例的降低而拓宽,当3OH/2NH为0/1时,220 AD-1聚氨酯的最高有效阻尼温度达100℃,220 AD-2聚氨酯的最高有效阻尼温度达87.4℃,220 BD-2聚氨酯的最高有效阻尼温度达78.2℃;对比扩链剂结构对聚氨酯阻尼因子的影响,结果表明,当3OH/2NH为0.25时,220 BD-2聚氨酯有效阻尼温域最宽。对比云母含量对聚氨酯阻尼因子的影响,结果表明,220 AD-1聚氨酯加入20份云母阻尼性能最好,阻尼温域提高52℃,220 AD-2聚氨酯加入25份云母时阻尼性能最好,阻尼温域提高30.4℃;对比测试频率对聚氨酯阻尼因子的影响,结果表明,随着测试频率的增大,两种聚氨酯的有效阻尼温域先增大后减小,220 AD-1聚氨酯和220AD-2聚氨酯的测试频率均为50 Hz时,阻尼温域最宽,有效阻尼温度最高分别为115.4℃和97.8℃。最后,将前两章节中合成的四种聚氨酯220 AD-1,220 AD-2,220 BD-1,220BD-2分别同双酚F环氧树脂、聚丙烯酸丁酯/E-51环氧树脂共混,共制得八种聚氨酯/环氧阻尼材料,改变每种环氧树脂的添加量,讨论其阻尼性能。对比四种聚氨酯加入环氧后的阻尼性能,结果发现,220 BD-2聚氨酯与两种环氧共混后阻尼性能最好,环氧添加量合适时,220 BD-2聚氨酯可以与两种环氧形成微观相分离,出现两个阻尼峰,有效拓宽材料的阻尼温域。其中加入聚丙烯酸丁酯/E-51环氧树脂含量为20份时,有效阻尼温域最宽,为-50~115℃。