以塑料制件為例，塑料制件在裝配及后續(xù)使用過程中的按壓、震動等常常會由于制件表面的相互摩擦，制件表面的摩擦引起了制件之間的粘滑運(yùn)動，而這種粘滑現(xiàn)象正是“吱吱吱”聲的罪魁禍?zhǔn)?。粘滑現(xiàn)象在生活中也隨處可見（圖1）：它既可給我們帶來美妙的音樂，比如拉小提琴時(shí)琴弦和琴弓之間的摩擦；也可能帶來諸多困擾，比如粉筆在黑板上寫字時(shí)的吱吱聲。
圖1 生活中的粘滑現(xiàn)象
從本質(zhì)上來看，粘滑現(xiàn)象是相對滑動物體之間的一種自激跳躍運(yùn)動，這是由于物體表面的動靜摩擦系數(shù)差異過大，并且動摩擦系數(shù)隨運(yùn)動速度增加而降低的負(fù)阻尼現(xiàn)象，導(dǎo)致物體在相對滑動中速度隨時(shí)間呈現(xiàn)鋸齒狀的波動（圖2），從而產(chǎn)生了擾人的“吱吱吱”的噪音。
圖2 粘滑現(xiàn)象的運(yùn)動特征
長期以來，為降低塑料制件在裝配和使用過程的噪音風(fēng)險(xiǎn)需要制件裝配前在制件表面涂覆硅油、無紡布、潤滑脂等，通過降低制件表面的摩擦系數(shù)，來降低塑料制件發(fā)生噪音的風(fēng)險(xiǎn)，但是這種方法一來增加了裝配工序及成本，二來也不能保持長期使用的穩(wěn)定性。
因此，從材料的角度出發(fā)來解決此類問題受到越來越多的關(guān)注。
粘滑現(xiàn)象的最常見原因在于材料表面摩擦系數(shù)的負(fù)阻尼現(xiàn)象，因此降低高分子材料的表面的摩擦系數(shù)是解決塑料制件“吱吱吱”聲音有效手段之一。
聚合物摩擦系數(shù)與自身的結(jié)構(gòu)、分子量等有著較為復(fù)雜的關(guān)系，不同塑料之間的摩擦系數(shù)也有較大差異（圖3）。一些高分子材料天生就是自潤滑的小能手，比如聚四氟乙烯（PTFE）、超高分量聚乙烯（UHMWPE）等，此類聚合物摩擦系數(shù)很低，PTFE是目前摩擦系數(shù)最低的聚合物，其摩擦系數(shù)低至0.04。
圖3 不同塑料的摩擦系數(shù)
對于摩擦系數(shù)較高的材料如ABS，PC/ABS等，需要達(dá)到自潤滑效果則需要進(jìn)行深入地改造。通?？梢酝ㄟ^共混改性來降低摩擦系數(shù)，從而達(dá)到降噪消音的目的。通常加入較為常見的潤滑劑有硅油、PTFE、UHMWPE、石墨、MoS2等，其中PTFE被認(rèn)為是非常有效的潤滑劑，也經(jīng)常用來制備自潤滑的高分子材料合金但是PTFE作為潤滑劑添加到塑料基材中時(shí)，與基材相容性很差，很難獲得令人滿意的結(jié)果。以降噪PC/ABS為例，將PTFE直接添加在PC/ABS合金中時(shí)，雖然可以降低合金材料的表面摩擦系數(shù)，但同樣存在諸多問題：不僅在擠出造粒時(shí)存在擠出脹大等不良，產(chǎn)品外觀也難以保證。因此利用添加PTFE的方式對PC/ABS合金的摩擦系數(shù)改性并不是簡單共混，而是需要對潤滑劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，添加最適合PC/ABS體系的潤滑劑，在降低表面摩擦系數(shù)的同時(shí)，獲得良好的產(chǎn)品外觀。
與自潤滑降噪消音做足“表面工作”不同，阻尼降噪從材料“內(nèi)部”來解決噪音問題。
高分子材料分子量大，分子鏈段較長，易卷曲和相互纏結(jié)，受到外部能量(應(yīng)力或振動)作用時(shí)，分子鏈段通過主鏈中單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)不斷改變構(gòu)象，運(yùn)動滑移、解纏而產(chǎn)生內(nèi)摩擦，從而將外加能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎纳⒍虞d能量消失后，高分子會因?yàn)閺椥远糠只蛉康鼗謴?fù)到以前的狀態(tài)，材料宏觀性能得以恢復(fù)。阻尼降噪正是利用材料的粘彈性能達(dá)到將振動和噪音的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能的方式而實(shí)現(xiàn)降噪消音的。
材料的粘彈特性可以通過才來的損耗值tanδ來表現(xiàn)，損耗值與模量的關(guān)系如如下：
其中E’為貯能模量，E’’為損耗模量，當(dāng)tanδ值在較寬的溫度范圍內(nèi)時(shí)，材料表現(xiàn)良好的阻尼特性。
阻尼高分子通?？梢酝ㄟ^共聚、共混以及形成互穿網(wǎng)絡(luò)（IPN）來實(shí)現(xiàn)。
通過接枝聚合或嵌段聚合的方式，實(shí)現(xiàn)軟-硬的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成更強(qiáng)的鏈段纏結(jié)，或者鏈段間的相互作用力，增大損耗因子，改善阻尼特性，如聚醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸脂就是一類較好的降噪材料。
通過共混的方式也可以實(shí)現(xiàn)高分子阻尼化，利用部分互溶的兩種高分子，兩者Tg存在明顯不同，并且通過共混可以形成較寬的玻璃化轉(zhuǎn)變平臺，實(shí)現(xiàn)阻尼化；亦或是通過添加一些特殊填料如片狀石墨、云母等增加片層與高分子間的摩擦并轉(zhuǎn)化為熱，從而產(chǎn)生很好的阻尼性能。
IPN是兩種以上聚合物網(wǎng)絡(luò)相互貫穿的結(jié)構(gòu)，形成永久性纏結(jié)或鏈結(jié)，此類結(jié)構(gòu)通?？梢詭磔^為優(yōu)良的阻尼特性，一直以來也是阻尼高分子的研究熱點(diǎn)。
降噪PC/ABS亦可以從阻尼思路出發(fā)，通過添加具有阻尼特性的橡膠或嵌段共聚物等方式實(shí)現(xiàn)的降噪效果。
錦湖日麗開發(fā)的降噪PC/ABS正是基于以上兩點(diǎn)，通過重新設(shè)計(jì)潤滑劑結(jié)構(gòu)，同時(shí)改變體系橡膠狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)“內(nèi)外兼修”，從源頭到過程實(shí)現(xiàn)降噪消音。
錦湖日麗供稿，轉(zhuǎn)載請注明來源
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