【正文】 35177。我國目前應(yīng)用隔震技術(shù)的建筑物已超過千余座[7]。它增加了專門的變型和耗能裝置：橡膠隔震支座和阻尼器，該體系能夠使隔震結(jié)構(gòu)的周期延長至2~3秒，有效降低了結(jié)構(gòu)的地震加速度反應(yīng)（如圖2）?，F(xiàn)代建筑物抗震設(shè)計是依據(jù)“基礎(chǔ)隔震”概念，其原理是在建筑物上部結(jié)構(gòu)與地基間設(shè)置具有足有安全可靠的隔震系統(tǒng)，來增加結(jié)構(gòu)的變形能力和滯變阻尼，有效地將地震能量隔離或消耗，減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，保護上部結(jié)構(gòu)的安全?；A(chǔ)隔震概念的應(yīng)用可以追溯至19 世紀末，蘆葦、滑石、云母、淤泥都曾被用做建筑物的基礎(chǔ)隔震層，從而隔斷或減小地震波向建筑物的傳遞[3]。因而,積極開展防震減災(zāi),最大限度地減輕地震災(zāi)害應(yīng)該是中國的基本國策之一[1]。 20世紀全球因地震死亡的120萬人中,中國占59萬。衡量一次地震釋放能量的大小用震級表示,而一次地震對地面和建筑物的破壞程度用地震烈度表示。傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)是通過增加結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度來抵抗和消耗地震能量，不但不經(jīng)濟而且也很可能滿足不了安全性的要求。圖 2 橡膠隔震支座示意圖（左）和鉛芯疊層橡膠支座示意圖（右）目前，橡膠支座隔震系統(tǒng)主要分為普通疊層橡膠支座、鉛芯疊層橡膠支座和高阻尼疊層橡膠支座等[6]。自上世紀7080 年代， 我國科研工作者開始關(guān)注隔震技術(shù)，并進行了橡膠隔震支座研制、結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計、性能檢驗、施工技術(shù)等系統(tǒng)研究，形成了橡膠支座隔震建筑的成套技術(shù)。 我國國家標準也對建筑隔震橡膠支座做了統(tǒng)一的標準，GB [9]： 表 1 天然橡膠支座和鉛芯橡膠支座內(nèi)部橡膠材料的物理性能要求試驗項目測量項目單位剪切模量/MPa1拉伸性能拉伸強度MPa≥≥14≥14≥15≥15≥20≥20扯斷伸長率%≥650≥600≥600≥600≥500≥500≥500硬度硬度IRHD30177。545177。5（60~70）177。從分子結(jié)構(gòu)的角度講，分子鏈上的側(cè)基數(shù)量多、體積大、極性大以及分子間氫鍵多、作用強的橡膠，其分子間的內(nèi)摩擦大，阻尼性能好[10,11]。硫化膠阻尼性能主要取決于其基膠分子結(jié)構(gòu)。為了改善單一橡膠力學(xué)性能較差、有效阻尼溫域較窄等弊端,使橡膠阻尼材料在實際中得到更好的應(yīng)用,大量的學(xué)者對丁腈橡膠進行了不同方法的改性[14]。AO60在丁腈橡膠基體中形成了富集區(qū)，在AO60分子間和AO60與NBR分子之間形成了大量的氫鍵。常用的提高阻尼性能的方法主要有兩類: 一是改變高聚物的大分子結(jié)構(gòu)。橡膠的玻璃化溫度一般遠低于室溫，所以采用橡膠共混來改善阻尼材料的性能是有限的；橡膠與塑料的玻璃化溫度相差較大，即橡膠在室溫下處于彈性態(tài)而塑料處于玻璃態(tài)或者半晶態(tài)。結(jié)果表明，AO80與基質(zhì)之間具有良好的相容性，且以分子水平溶解在基質(zhì)中，處于無定型態(tài)。其具有較好的物理性能，又能提供較寬的阻尼溫度范圍。其阻尼機理是多重能量轉(zhuǎn)換機制，減振能力的發(fā)揮是幾種能量耗散途徑的綜合。經(jīng)萬能擊穿裝置極化后，研究壓電常數(shù)與PMN 含量的關(guān)系，用動態(tài)力學(xué)分析儀研究發(fā)現(xiàn)其阻尼性能更加優(yōu)越。該復(fù)合材料在動態(tài)力學(xué)譜圖上呈現(xiàn)出兩個Tanδ峰，其一為基體材料的玻璃化轉(zhuǎn)變峰，另一個是由于小分子和基體之間形成的氫鍵在較高溫度下發(fā)生解離而出現(xiàn)的一種新的轉(zhuǎn)變機制。圖6為阻尼填料對PU彈性體阻尼性能的影響，胡聰?shù)妊芯苛瞬煌昧康淖枘崽盍峡寡鮿?45對PU彈性體阻尼性能的影響。因此設(shè)計和制備出兼具高阻尼、高強度、高彈性等性能的隔震支座用新型橡膠復(fù)合材料具有重要意義。與其他環(huán)狀分子相比，環(huán)糊精（CDs）應(yīng)用范圍更廣，能夠選擇性鍵合多種有機、無機及生物的小分子和大分子，形成豐富的主客體包結(jié)物并且能夠用功能團修飾 [26]。所謂的滑動環(huán)材料是指：選擇合適的交聯(lián)劑，將不同PR 上環(huán)狀的分子αCD 進行交聯(lián)，得到的這種膠體材料呈現(xiàn)出 “8”字交聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)。非常重要地，與普通彈性體材料相比，該材料具有低硬度、低壓縮永久變形（≦1%）特性，且在寬溫域和寬頻率范圍下表現(xiàn)出高阻尼性能。在橡膠基體中，通過機械共混方式添加一定份數(shù)的滑動環(huán)材料，由于滑動環(huán)材料以聚乙二醇PEG 為主鏈、環(huán)糊精為滑動環(huán)，因此與橡膠間相容性和分散性不高，會形成海島兩相結(jié)構(gòu)。這一方案既有理論研究價值又有實用價值，且創(chuàng)新性高。高阻尼橡膠支座的設(shè)計理念是所用橡膠板由高阻尼橡膠制成，其吸收耗散振動能量的功能是由具有高阻尼性能的橡膠來實現(xiàn) 本課題的主要研究內(nèi)容（1）在已有工作的基礎(chǔ)上，研究滑動環(huán)種類及用量、極性橡膠的品種、交聯(lián)程度等對雜化材料的微觀結(jié)構(gòu)、阻尼性能、力學(xué)性能的影響，優(yōu)化出適宜于下一步共混物的體系組成范圍；（2）研究極性橡膠/滑動環(huán)雜化材料的共混過程，研究雜化材料共混比、界面相容劑的類型和用量、交聯(lián)劑的類型和用量、機械共混工藝參數(shù)（實驗室中擬采用1升容量的高剪切密煉機進行，以下同）等對最終復(fù)合材料的微觀相態(tài)結(jié)構(gòu)、兩相交聯(lián)程度、相界面作用的影響；（3）研究復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)在拉伸力場下的結(jié)構(gòu)演變、復(fù)合材料連續(xù)相的拉伸結(jié)晶性能、分散相的拉伸取向性能，研究復(fù)合材料的彈性、強度、動態(tài)力學(xué)性能，建立微觀結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)演變特性與復(fù)合材料性能間的響應(yīng)關(guān)系；（4）研究新型材料在縱向高壓、水平高剪切形變環(huán)境下的性能變化規(guī)律特別是阻尼性能，并與彈性體復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)在力場下的結(jié)構(gòu)演變特性進行關(guān)聯(lián)，闡述該類材料的阻尼機理； 研究方案 技術(shù)方案（技術(shù)路線、技術(shù)措施）圖 8 本實驗技術(shù)路線圖硫磺硫化體系的硫化膠為多硫鍵結(jié)構(gòu)，其特點是強度高、彈性好，而硫給予體硫化的硫化膠含有大量的碳碳鍵，其特點是變形小、動態(tài)性能好但彈性差。 硫化測試 對上述兩種膠分別進行硫化測試： （1）取7g左右混煉膠在盤式硫化儀上測定硫化曲線，得到硫化溫度和焦燒時間T10和正硫化時間T90。 實施方案所需要的條件使用橡膠的支座，通常要求使用期限為60年以上。B) 橡膠基體與阻尼功能組分間的界面相互作用（或化學(xué)交聯(lián)）的實驗表征 采用高分辨透射電鏡（HRTEM）、高分辨的環(huán)境掃描電鏡（ESEM）、原子力顯微鏡（AFM）可以觀測阻尼功能組分的界面層及其厚度。通過AFM對單相材料和兩相復(fù)合材料進行測試，再結(jié)合敲擊力交聯(lián)密度標度關(guān)系，也可推算兩相各自的交聯(lián)密度。采用有限元分析方法，解析兩相聚合物的應(yīng)力傳遞和應(yīng)力應(yīng)變分布，輔助實驗測試，理解兩相的應(yīng)變結(jié)晶和應(yīng)變?nèi)∠蛐阅堋＝Y(jié)合以上的研究與表征，揭示新型材料微觀相態(tài)結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能、阻尼性能之間的關(guān)系。本項目擬將日本ASM 公司已經(jīng)配套生產(chǎn)的異氰酸酯類交聯(lián)劑與滑動環(huán)材料進行共混，再與極性橡膠及其交聯(lián)劑進行共混，再進行高溫交聯(lián)，并實現(xiàn)界面相互作用。在縱向高壓狀態(tài)下，分散相和連續(xù)相已經(jīng)產(chǎn)生了一定的壓縮變形，然后再發(fā)生水平高剪切變形時，阻尼彈性體相的阻尼效應(yīng)有何變化，是否高壓有助于水平剪切、有利于分子間的內(nèi)摩擦內(nèi)耗等，都是有價值的關(guān)鍵的科學(xué)問題。尋找合適的交聯(lián)劑可以解決相容性。學(xué)學(xué)校導(dǎo)師意見 學(xué)校導(dǎo)師簽字： 年 月 日審核小組意見：審核小組組長簽字：年 月 日研究生根據(jù)審核小組意見對開題報告的改進措施： 學(xué)術(shù)碩士簽字：年 月 日備注：參考文獻23