減震橡膠是各種橡膠減震器之泛稱。即利用橡膠消除機(jī)械振動(dòng)的特性達(dá)到減震、消音和減少?zèng)_擊所造成的危害。

減震途徑

減震橡膠用于防止振動(dòng)和沖擊傳遞或緩沖振動(dòng)和沖擊的強(qiáng)度。減震橡膠廣泛用于各種機(jī)動(dòng)車輛、設(shè)備儀器、自動(dòng)化辦公設(shè)施和家用電器中。近年來，一些大型建筑物和橋梁、計(jì)算機(jī)房等，也采用了隔離地震的層壓橡膠墊支撐建筑物，以降低建筑物的地震響應(yīng)。通常控制振動(dòng)是通過如下三個(gè)途徑：①降低震源的激發(fā)力；②將震動(dòng)與激發(fā)源離開(隔震)；③緩和震動(dòng)體的振動(dòng)。減震橡膠主要用于后二者。

減震指標(biāo)

從減震橡膠的減震原理和減震器的設(shè)計(jì)計(jì)算可知：當(dāng)橡膠減震器的結(jié)構(gòu)形狀確定之后，減震橡膠的主要性能指標(biāo)如下：

①硫化膠的靜態(tài)剛度(K)，也即硫化膠彈性模量的大小。因?yàn)闇p震橡膠的固有頻率(w0)是隨剛度K而變化的，當(dāng)機(jī)器的質(zhì)量M已知時(shí)，減震橡膠的總剛度K=Mw0

②硫化膠的阻尼性能。作為減震器的減震橡膠，其主要功能是吸收震源發(fā)出的振動(dòng)能量，特別是阻止由于振動(dòng)波產(chǎn)生的共振效應(yīng)所導(dǎo)致的同步振動(dòng)，其減震效果與橡膠的阻尼性能密切相關(guān)。橡膠的阻尼來源于大分子運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦，是高分子力學(xué)松弛現(xiàn)象的表現(xiàn)，是橡膠材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的主要參數(shù)之一。

橡膠阻尼性能通常用阻尼系數(shù)tanδ表征。為了獲得較好的減震效果，希望tanδ能滿足以下兩點(diǎn)要求：在制品使用的頻率范圍和溫度區(qū)間，tanδ值較大；第二，tanδ峰較寬，以保證在較大的范圍內(nèi)，減震效果較好，降低其對溫度和頻率的敏感性。隨著頻率的增加，動(dòng)態(tài)模量增大，損耗角達(dá)到峰值。這個(gè)峰值的出現(xiàn)是因?yàn)椴牧献優(yōu)椴ＡB(tài)，提高頻率可以等效于降低溫度。橡膠的阻尼系數(shù)是減震橡膠重要指標(biāo)之一，一般阻尼大一些對減震是有益的。但阻尼大會(huì)導(dǎo)致橡膠在動(dòng)態(tài)下生熱多，影響制品的老化性能。因此，為了兼顧橡膠的減震性和生熱性，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和控制橡膠的阻尼系數(shù)tanδ。

動(dòng)態(tài)模量

按主載荷的方向分類，減震橡膠的形狀有壓縮型、剪切型、復(fù)合型。產(chǎn)品之所以具有這些形狀，是為了使減震橡膠的三方向(橫向、縱向、鉛垂)的彈簧常數(shù)能適應(yīng)廣泛的要求。不同的減震制品對動(dòng)態(tài)模量也有不同的要求。根據(jù)高聚物分子結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的關(guān)系可知，用作減震橡膠的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分子鏈剛?cè)徇m當(dāng)，因?yàn)槿嵝赃^大的分子，松弛時(shí)間太快，不能充分體現(xiàn)它的黏性行為。減震橡膠的配方設(shè)計(jì)，除考慮上述關(guān)鍵性能指標(biāo)之外，還應(yīng)根據(jù)減震器的類型和使用條件，考慮疲勞、蠕變、耐熱以及與金屬黏合強(qiáng)度等性能。

橡膠的選擇

減震橡膠的剛度(彈性模量)主要是通過調(diào)節(jié)填充劑和增塑劑來達(dá)到，而受膠種的影響較小。其阻尼性能則主要取決于橡膠的分子結(jié)構(gòu)，例如分子鏈上引入側(cè)基或加大側(cè)基的體積，可阻礙橡膠大分子的運(yùn)動(dòng)，增加分子之間的內(nèi)摩擦。使阻尼系數(shù)tanδ增大。結(jié)晶的存在也會(huì)降低體系的阻尼特性，例如在減震效果較好的氯化丁基橡膠中混入結(jié)晶的異戊二烯橡膠，并用體系的阻尼系數(shù)將隨異戊膠含量增加而降低。

在通用橡膠中，丁基橡膠和丁腈橡膠的阻尼系數(shù)較大；丁苯橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、乙丙橡膠的阻尼系數(shù)中等；天然橡膠和順丁橡膠的阻尼系數(shù)小。天然橡膠雖然阻尼系數(shù)較小，但其綜合性能，耐疲勞性好，生熱低、蠕變小，與金屬件黏合性能好。因此，天然橡膠廣泛地應(yīng)用于減震橡膠。如要求耐低溫，可與順丁橡膠并用；要求耐天候老化時(shí)，可選用氯丁橡膠；要求耐油時(shí)，可選用低丙烯腈含量的丁腈橡膠；對低溫動(dòng)態(tài)性能要求苛刻的減震橡膠，往往采用硅橡膠。一般要求低阻尼時(shí)，用天然橡膠；當(dāng)要求高阻尼時(shí)，可采用丁基橡膠。選擇具有相容性和共硫化性的橡膠共混，是加寬阻尼峰寬度的有效方法，這對提高阻尼特性和改善其他性能都是有利的。

硫化體系對減震橡膠的剛度、阻尼系數(shù)、耐熱性、耐疲勞性均有較大的影響。一般在硫化膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，交聯(lián)鍵中的硫原子及游離硫越少，交聯(lián)越牢固，硫化膠的彈性模量越大，阻尼系數(shù)越小。使用傳統(tǒng)硫化體系，并適當(dāng)提高交聯(lián)程度，對減震和耐動(dòng)態(tài)疲勞性有利，但耐熱性不夠。例如天然橡膠采用有效硫化體系和半有效硫化體系時(shí)，雖然耐熱性得到改善，但抗疲勞性能以及金屬件的黏著性則有下降的趨勢。因此，要使這些性能得到恰當(dāng)?shù)钠?/span>