【摘 要】
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橡胶阻尼材料由于其优良的阻尼性能,在汽车、建筑、航空航天等领域有着广泛的应用。将有机小分子添加到极性橡胶基体中,两者之间可以形成可逆型氢键能够显著提高阻尼因子。近年来,制备高性能阻尼材料成为研究热点。本论文采用分子动力学模拟（MD）与实验相结合的方法研究了受阻酚/丁腈橡胶/酚醛树脂和受阻胺/丁腈橡胶/酚醛树脂三元杂化阻尼材料以及制备了防迁移性防老剂GO-4010NA,并将其添加到丁腈橡胶（NBR）
【基金项目】
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国家自然科学基金“树脂掺杂丁腈橡胶基杂化阻尼材料构效关系的分子模拟研究”（基金号 51603236）； 中原工学院基本科研业务费专项资金自主创新应用研究项目“氧化石墨烯接枝防老剂/橡胶热氧老化机理的多尺度模拟及实验”（项目号 K2020YY014）；
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橡胶阻尼材料由于其优良的阻尼性能,在汽车、建筑、航空航天等领域有着广泛的应用。将有机小分子添加到极性橡胶基体中,两者之间可以形成可逆型氢键能够显著提高阻尼因子。近年来,制备高性能阻尼材料成为研究热点。本论文采用分子动力学模拟（MD）与实验相结合的方法研究了受阻酚/丁腈橡胶/酚醛树脂和受阻胺/丁腈橡胶/酚醛树脂三元杂化阻尼材料以及制备了防迁移性防老剂GO-4010NA,并将其添加到丁腈橡胶（NBR）中制备出丁腈橡胶复合材料。从分子层面研究了丁腈橡胶复合材料阻尼性能提高的机理,结合实验表征研究了氢键与阻尼性能之间的量化关系,反向验证模拟的准确性。研究内容主要包括:（1）本文第三章,采用MD模拟、实验和线性回归分析相结合的方法,研究了不同含量的受阻酚AO-80/丁腈橡胶/酚醛树脂（AO-80/NBR/PR）三元杂化复合材料,定量地建立了微观结构与阻尼性能的关系。采用MD模拟方法从微观上计算了AO-80、PR与NBR的溶解度参数,模拟结果表明AO-80、PR与NBR都有着良好的相容性,径向分布函数与氢键统计结果表明复合材料体系中存在五种类型的氢键。随着AO-80含量的增加,体系的自由体积分数（FFV）逐渐减小,结合能(Ebinding)逐渐增大,氢键数量(NHBs)逐渐增多,这意味着AO-80与NBR/PR基体之间的相互作用逐渐增强。当AO-80含量增加到44份时,自由体积分数最小,结合能最大,氢键数量最多。从宏观上通过红外表征了氢键,通过动态力学性能分析得到了阻尼参数,包括损耗因子峰值tanδmax和损耗峰面积TA（tanδ＞0.3）,结果证实AO-80含量为44份时阻尼性能最好。最后通过线性回归分析得到了微观结构参数(NHBs、Ebinding和FFV)与宏观阻尼性能(tanδmax和TA)之间的定量关系。（2）本文第四章,分别引入受阻胺GW-622或GW-944小分子到丁腈橡胶/酚醛树脂基体（NBR/PR,简称NBPR）中,制备了具有高温域阻尼性能的受阻胺/丁腈橡胶/酚醛树脂三元杂化阻尼材料。傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热分析（DSC）和动态力学性能测试（DMA）分别用于表征受阻胺/NBPR材料的微观结构、相容性以及阻尼性能。FTIR结果表明受阻胺和NBPR基体间形成了氢键网络;DSC和SEM结果都显示受阻胺和NBPR基体间是部分相容;DMA结果显示受阻胺/NBPR复合材料出现两个损耗峰,并且复合材料在高温区域显示出较好的阻尼性能,随着受阻胺小分子的增加复合材料的高温阻尼性能更好,本研究为制备高温域阻尼材料提供理论支持。（3）本文第五章,将防老剂4010NA接枝到氧化石墨烯（GO）上制备了防迁移性防老剂（GO-4010NA）。通过MD模拟研究了不同填料（4010NA、GO、4010NA/GO、GO-4010NA）对NBR复合材料的相容性和阻尼性能的影响。MD模拟结果表明,4010NA和GO-4010NA与NBR均具有良好的相容性。GO-4010NA/NBR复合材料的FFV最小,Ebinding最大,具有很强的相互作用。DSC结果表明,GO-4010NA/NBR复合材料的Tg提高,原因为体系中形成了氢键。DMA数据表明,GO-4010NA比添加4010NA能提高丁腈橡胶的阻尼性能。将4010NA接枝到GO上不仅抑制了4010NA的迁移,而且改善了NBR基体的阻尼性能。
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