[发明专利]一种具有微相分离结构的聚合物基阻尼材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种具有微相分离结构的聚合物基阻尼材料及其制备方法和用途。所述具有微相分离结构的聚合物电阻尼材料，包括聚醚醚酮‑聚硅氧烷嵌段共聚物，所述阻尼材料具有微相分离这一纳微结构，在刚性链段和柔性链段界面处的摩擦也将耗散点外界的机械能从而起到更好的阻尼效果，其还具有高疏水性及高热稳定性，其在60～120℃的疏水性及在60～120℃的阻尼性能良好，并且加工容易，最为重要的是本发明的阻尼材料会因温度升高介电损耗变大而使得阻尼材料的阻尼性能进一步提升。所述材料由于有较好的热稳定性及疏水性可以在60～120℃反复长期使用，其可以用于汽车和航空航天等多个领域。

技术领域

本发明涉及一种聚合物基阻尼材料及其制备方法和用途，还涉及一种钛酸钡纳米粒子与碳纳米管掺杂的具有微相分离结构的聚合物基阻尼材料及其制备方法和用途。

背景技术

振动是机械、仪器及交通工具运行时产生的必然现象，但是多余的振动会造成很多危害，如何消除振动带来的负面影响，是人们一直在研究的课题，其解决方法主要从以下两个方面考虑：一个是尽量降低振动的产生，另一个是利用阻尼材料阻止或减弱振动的传播。

阻尼材料又称振动衰减材料，它可将进入材料内部的机械振动能量转变为热能，并通过散热的方式将热能散发掉，从而消除振动和降低噪音。高分子阻尼材料已成为阻尼材料的研究方向和趋势。高分子阻尼材料的工作原理是高分子材料在玻璃态转变温度(Tg)附近具有较大的阻尼，进而导致聚合物的模量大幅度下降，并伴随着明显的力学阻尼特性，此时聚合物具有足够高的损耗因子，能够大量吸收振动能量；这是因为在玻璃态转变温度附近分子基团具有一定的自由度，使得在一定的频率范围内分子基团能够发生耦合作用，并在应变响应中伴随缓慢的相转变，振动能量就可以得到耗散，不仅如此，在该区域内的损耗因子直接与能够吸收施加应力的分子基团数量有关，并与应力和应变之间发生的相变有关。

但是对于传统的粘弹性阻尼材料来说，其吸潮非常严重且热稳定性较差，导致其使用寿命通常较短。因此开发一种具有良好的抗潮性及高热稳定性能的阻尼材料势在必行。另外，由于聚合物基阻尼材料只有在玻璃态转变温度附近才有有效的阻尼效果，所以要拓宽聚合物基阻尼材料的阻尼温域就必须使更多的机械振动能转变为热能。因此生产出具有全新的能量转换途径的新一代阻尼材料，必将具有十分广阔的应用前景。在能量转换途径方面，目前研究最活跃的领域是将机械振动能转换为电能，形成的交变电流流经有较大介电损耗的导电材料(如多壁碳纳米管)时，电能转变为热能从而被耗散掉。由此可见，目前对于阻尼材料的研究主要集中在其自身及其复合共混体系的损耗因子的拓宽方面，但对于包括介电性能、抗潮性、热稳定性等方面却鲜有突破。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种具有微相分离结构的聚合物及其制备方法和用途，本发明的目的之二在于提供一种具有微相分离结构的聚合物基阻尼材料及其制备方法和用途。所述聚合物用作阻尼材料，不但具有现有阻尼材料的优良阻尼性能，并且克服了现有阻尼材料吸潮性及热稳定性差的缺点；本发明的阻尼材料不但具有较好的压电性，还具有良好的抗潮性和热稳定性。

本发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种聚醚醚酮-聚硅氧烷嵌段共聚物，所述共聚物具有如下结构：

其中，a为2-6之间的整数，b为10-20之间的整数；R为-CF₃或-CH₃；R₁为C_1-6的烷基、C_6-12的芳基。

优选地，a为2-4之间的整数，b为10-15之间的整数。

优选地，R₁为甲基、乙基、丙基、苯基；还优选地，R₁为甲基。

根据本发明，所述嵌段共聚物的分子量为30000～100000g/mol，优选为35000～50000g/mol。