Page 49 - 《精细化工》2021年第6期

第 6 期 汪宇泽，等: PVC 基液态阻尼材料的制备及流变性能 ·1111·

2 结果与讨论 敷或黏合在金属基材上形成阻尼结构时，金属基材
会产生振动而使聚合物基阻尼材料受迫振动，借助
2.1 正交实验 聚合物基阻尼材料黏弹性行为将动能转化为热能耗
以 PVC 与钙锌热稳定剂的总质量分数为因素 散而起到阻尼功能。基于表 1 与表 2 极差分析，各
A，设定 3 个水平即 40%、45%、50%；m(CaCO 3)∶ 因素对 PVC-LASD 材料 tanδ 最大 值的 影响为
m(DOTP)为因素 B，设定 3 个水平 2∶3、2∶2、3∶ A>B>D>C，极差分别为 0.085、0.071、0.037 和 0.038，
2；OP-10 质量分数为因素 C，设定 3 个水平 1%、 由表 2 可以看出，A、B 因素对 tanδ 最大值的影响最
2%、3%；液体石蜡质量分数为因素 D，设定 3 个水 大，因素 A 的变化趋势是先增加后降低，而因素 B 变
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平 0、1%、2%。采用 L 9 (3 )正交表进行正交实验， 化趋势是呈正比例逐步增加。在保持 A 为 45%，C 为
结果见表 1。 2%，D 为 0，微调因素 B 用量，设计 m(CaCO 3)∶
表 1 正交实验表 m(DOTP)为 1.2∶1、1.5∶1 和 1.75∶1 进行实验
Table 1 Orthogonal experiment table 10#~12#。结果表明，当 PVC 质量分数为 42.75%，钙
表观黏 表观黏 tanδ 拉伸强 锌热稳定剂质量分数为 2.25%，CaCO 3 质量分数为
实验 A/% B C/% D/% ① ②
度 /(Pa·s) 度 /(Pa·s) 最大值 度/MPa
31.8%，DOTP 质量分数为 21.2%，OP-10 质量分数为
1# 40 2∶3 1 0 54 2.410 0.497 6.64 2%时，自制的 PVC-LASD 样品的 tanδ 最大值为 0.604，
2# 40 2∶2 2 1 175 10.820 0.517 7.30
–1
剪切速率 0.1 s 时的表观黏度为 3738 Pa·s，剪切速率
3# 40 3∶2 3 2 669 0.126 0.567 6.68 –1
4# 45 2∶3 2 2 99 0.657 0.543 10.06 150 s 时的表观黏度为 2.19 Pa·s，拉伸强度为
5# 45 2∶2 3 0 253 0.011 0.623 8.74 8.54 MPa，可达到进口 LASD 样品水平。进口 LASD
–1
6# 45 3∶2 1 1 3468 0.022 0.668 10.88 样品 tanδ 最大值为 0.600，剪切速率 0.1 s 时的表观
7# 50 2∶3 3 1 166 0.084 0.576 10.87 黏度为 364 Pa·s，剪切速率 150 s 时的表观黏度为
–1
8# 50 2∶2 1 2 1314 0.773 0.536 7.70 1.46 Pa·s，拉伸强度为 7.80 MPa。
9# 50 3∶2 2 0 7364 0.035 0.597 10.16
图 2 是正交实验 LASD 样片的变频 DMA 曲线。
–1
–1
①剪切速率为 0.1 s ；②剪切速率为 150 s ，下同。
由图 2 可知，所有样品的 tanδ 值大小均随着测试中
2.2 正交因素水平分析 机械振动频率的增大而增大。从 1#、2#和 3#可以看
聚合物基阻尼材料的阻尼因子 tanδ 是直接决定 出，随着 DOTP 质量分数的降低，tanδ 逐渐上升，
其阻尼效果的关键指标 [13] 。当聚合物基阻尼材料涂 最大值由 0.497 上升至 0.567 左右。

表 2 极差分析
Table 2 Range analysis
①
性能指标 tanδ 最大值 表观黏度 /(Pa·s) 表观黏度 /(Pa·s) 拉伸强度/MPa
②
因素 A B C D A B C D A B C D A B C D
平 K 1j/3 0.527 0.539 0.567 0.572 373 106 1612 2557 4.45 1.05 1.07 0.82 6.87 9.19 8.41 8.51
均 K 2j/3 0.612 0.559 0.552 0.587 1273 581 2546 1270 0.23 3.87 3.84 3.64 9.89 7.91 9.17 9.68
值 K 3j/3 0.569 0.610 0.589 0.549 2948 3907 496 767 0.30 0.06 0.07 0.52 9.58 9.24 8.76 8.15
极差 0.085 0.071 0.037 0.038 2575 3801 2110 1790 4.22 3.81 3.76 3.12 3.02 1.33 0.77 1.54

大时，喷涂后抗流挂性强，能避免出现厚涂层变形、
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脱落问题。剪切速率为 0.1 s 时，对比各因素极差
结果的影响大小顺序为 B>A>C＞D，PVC-LASD 材
料表观黏度值随因素 B 水平的提高，表观黏度平均
值明显增大，从 106 Pa·s 提高 3907 Pa·s。剪切速率
–1
为 0.1 s 时，PVC-LASD 表观黏度最高的理论配方
为：B 3 A 3 C 2 D 1 。
高剪切黏度影响材料喷涂成型时管道和喷嘴的
–1
阻力，当剪切速率 150 s 的表观黏度小时，管道和

图 2 PVC-LASD 样片 DMA 曲线 喷嘴的阻力小，易喷涂。剪切速率 150 s 时，分析
–1
Fig. 2 DMA curves of PVC-LASD samples 各因素的影响大小顺序为 A>B>C>D，PVC-LASD 材

衡量 LASD 喷涂施工时抗流挂性能的重要指标 料表观黏度随因素 A 水平增加而先降低后增加，表
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依赖于低剪切黏度，当剪切速率 0.1 s 的表观黏度 观黏度均值分别为 4.45、0.23 和 0.30 Pa·s。剪切速