减震橡胶

减震橡胶是各种橡胶减震器之泛称。即利用橡胶消除机械振动的特性达到减震、消音和减少冲击所造成的危害。

减震途径

减震橡胶用于防止振动和冲击传递或缓冲振动和冲击的强度。减震橡胶广泛用于各种机动车辆、设备仪器、自动化办公设施和家用电器中。近年来，一些大型建筑物和桥梁、计算机房等，也采用了隔离地震的层压橡胶垫支撑建筑物，以降低建筑物的地震响应。通常控制振动是通过如下三个途径：①降低震源的激发力；②将震动与激发源离开(隔震)；③缓和震动体的振动。减震橡胶主要用于后二者。

减震指标

从减震橡胶的减震原理和减震器的设计计算可知：当橡胶减震器的结构形状确定之后，减震橡胶的主要性能指标如下：

①硫化胶的静态刚度(K)，也即硫化胶弹性模量的大小。因为减震橡胶的固有频率(w0)是随刚度K而变化的，当机器的质量M已知时，减震橡胶的总刚度K=Mw0

②硫化胶的阻尼性能。作为减震器的减震橡胶，其主要功能是吸收震源发出的振动能量，特别是阻止由于振动波产生的共振效应所导致的同步振动，其减震效果与橡胶的阻尼性能密切相关。橡胶的阻尼来源于大分子运动的内摩擦，是高分子力学松弛现象的表现，是橡胶材料动态力学性能的主要参数之一。

橡胶阻尼性能通常用阻尼系数tanδ表征。为了获得较好的减震效果，希望tanδ能满足以下两点要求：在制品使用的频率范围和温度区间，tanδ值较大；第二，tanδ峰较宽，以保证在较大的范围内，减震效果较好，降低其对温度和频率的敏感性。随着频率的增加，动态模量增大，损耗角达到峰值。这个峰值的出现是因为材料变为玻璃态，提高频率可以等效于降低温度。橡胶的阻尼系数是减震橡胶重要指标之一，一般阻尼大一些对减震是有益的。但阻尼大会导致橡胶在动态下生热多，影响制品的老化性能。因此，为了兼顾橡胶的减震性和生热性，适当的调节和控制橡胶的阻尼系数tanδ。

动态模量

按主载荷的方向分类，减震橡胶的形状有压缩型、剪切型、复合型。产品之所以具有这些形状，是为了使减震橡胶的三方向(横向、纵向、铅垂)的弹簧常数能适应广泛的要求。不同的减震制品对动态模量也有不同的要求。根据高聚物分子结构与动态力学性能的关系可知，用作减震橡胶的分子结构特点是分子链刚柔适当，因为柔性过大的分子，松弛时间太快，不能充分体现它的黏性行为。减震橡胶的配方设计，除考虑上述关键性能指标之外，还应根据减震器的类型和使用条件，考虑疲劳、蠕变、耐热以及与金属黏合强度等性能。

橡胶的选择

减震橡胶的刚度(弹性模量)主要是通过调节填充剂和增塑剂来达到，而受胶种的影响较小。其阻尼性能则主要取决于橡胶的分子结构，例如分子链上引入侧基或加大侧基的体积，可阻碍橡胶大分子的运动，增加分子之间的内摩擦。使阻尼系数tanδ增大。结晶的存在也会降低体系的阻尼特性，例如在减震效果较好的氯化丁基橡胶中混入结晶的异戊二烯橡胶，并用体系的阻尼系数将随异戊胶含量增加而降低。

在通用橡胶中，丁基橡胶和丁腈橡胶的阻尼系数较大；丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、乙丙橡胶的阻尼系数中等；天然橡胶和顺丁橡胶的阻尼系数小。天然橡胶虽然阻尼系数较小，但其综合性能，耐疲劳性好，生热低、蠕变小，与金属件黏合性能好。因此，天然橡胶广泛地应用于减震橡胶。如要求耐低温，可与顺丁橡胶并用；要求耐天候老化时，可选用氯丁橡胶；要求耐油时，可选用低丙烯腈含量的丁腈橡胶；对低温动态性能要求苛刻的减震橡胶，往往采用硅橡胶。一般要求低阻尼时，用天然橡胶；当要求高阻尼时，可采用丁基橡胶。选择具有相容性和共硫化性的橡胶共混，是加宽阻尼峰宽度的有效方法，这对提高阻尼特性和改善其他性能都是有利的。

硫化体系对减震橡胶的刚度、阻尼系数、耐热性、耐疲劳性均有较大的影响。一般在硫化胶的网络结构中，交联键中的硫原子及游离硫越少，交联越牢固，硫化胶的弹性模量越大，阻尼系数越小。使用传统硫化体系，并适当提高交联程度，对减震和耐动态疲劳性有利，但耐热性不够。例如天然橡胶采用有效硫化体系和半有效硫化体系时，虽然耐热性得到改善，但抗疲劳性能以及金属件的黏着性则有下降的趋势。因此，要使这些性能得到恰当的平