CN109664562A - 一种高分子基多层发泡复合阻尼材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高分子基多层发泡复合阻尼材料及其制备方法，该阻尼材料由结构高分子层和发泡高分子层交替层状排列而成，形成强度和韧性均较好的高阻尼性能材料。结构层由刚性较强的高分子构成，用来控制气泡尺寸以及限制发泡层厚度，并确保材料整体具有良好的机械性能。发泡层由热塑性弹性体构成，与其中均匀致密的气泡形成具有很好阻尼性能的高分子发泡层。发泡层和结构层之间具有大量接触界面，层结构保持良好，界面通过层间剪切的作用提高了材料的阻尼性能。本发明可以控制调节微层数由两层变化到上千层，并且结构层和发泡层的体积比也可以根据需要进行控制。本发明通过发泡层和层间界面的共同作用，提高了材料的阻尼性能，材料具有良好的力学性能，无毒无害环境友好，所需原料成本低廉。

Description

一种高分子基多层发泡复合阻尼材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料和复合材料制备领域，涉及一种高分子基多层发泡复合阻尼材料，是以弹性体通过发泡形成的发泡层和强度较高的高分子作为结构层，具有交替层合结构的高阻尼性能复合材料。
背景技术
阻尼材料是一类应用领域非常广泛的功能材料，而其发挥作用的原因在于它能够吸收外界的和内在的振动机械能，并转化为内能而耗散出去，从而在变形时将动能转变为热能降低体系的共振振幅最终实现其阻尼的功效，在近些年来受到广泛关注。随着科学技术的飞速发展，噪声和机械振动所造成的危害越来越受到人们的重视，各行各业对阻尼材料的性能要求也日益提高。今后，高阻尼性能且综合性能良好的阻尼材料将成为新型阻尼材料的研究热点之一。阻尼材料的阻尼性能可以根据它受到冲击时的耗散振动能的能力来评价，衡量一种材料阻尼大小的公用标准是阻尼系数。
高分子材料在受到外界振动的作用时，应力应变会产生周期性变化，而且应变滞后于应力变化，当温度在玻璃化转变温度附近时，这种滞后效果达到最大，产生足够大的损耗因子，从而使材料整体能够吸收很大的能量，起到减振、降噪吸声的效果，从而达到阻尼的目的。通常情况下，单组份高分子材料的阻尼温性能较差，不能满足较高条件下的阻尼性能要求，而通过微层结构和发泡作用，将两种材料交替排列形成的新型复合阻尼材料阻尼性能大大提高，能够满足实际应用中高阻尼性能的要求。
高分子材料因其特有的黏弹性而被广泛用于阻尼材料的研制和使用，是一类最有效的阻尼材料，其阻尼性能比高阻尼合金高出1-2个数量级。高分子基发泡阻尼材料是以聚合物为基本组分并含有大量气泡的高分子材料，因此也可以说是以气体为填料的高分子复合材料。与纯的聚合物材相比，发泡的高分子阻尼材料具有很多额外的优良的性能，比如质量轻、它的比强度比较高、其吸收冲击载荷的性能、隔音性能都比较好。高分子微层发泡阻尼材料除了基质聚合物产生的阻尼作用外，还因泡孔的振动使空气在孔内流动与孔壁产生摩擦而具有双重阻尼机制，以及层间界面的隔绝和剪切耗能的作用，其阻尼效果明显优于非发泡阻尼材料。高分子微层发泡阻尼材料的性能取决于聚合物的化学、物理性能，泡孔、泡体的结构、气泡核在聚合物中的分散情况、层间界面等因素。
发明内容
针对单相高分子阻尼材料存在的缺点，本发明的目的在于提出一种双组分交叠的阻尼材料加工方法，以及利用微层共挤出技术加工的发泡层结构层交替排列的阻尼材料，可以制备出具有优良阻尼性能的材料，可以通过组分的种类和配比、控制材料的层数自由地控制材料阻尼性能和力学性能，工艺简单，效率较高，可以实现大批量的生产，应用前景巨大。
本发明通过以下的加工方法和原理制备出具有优良阻尼性能的材料：（1）选取具有较好阻尼性能的热塑性弹性体，在其中加入发泡剂和其他助剂形成内部充满致密均匀气泡的高分子基发泡层，选取强度较高的高分子原料形成结构层，保证复合材料整体具有较高的强度，并且形成稳定的层间界面控制发泡层中气泡的大小和分布（2）发泡层和结构层相互交叠的结构产生很多层间界面，外界振动到来时，层间剪切耗能能够有效地将机械能转化为其他形式的能而耗散出去，从而提高阻尼性能。
本发明提出的一种高分子基多层发泡复合阻尼材料，所述复合阻尼材料由高分子发泡层和高分子结构层经熔融塑化、n次切割和层状叠合而形成的2（n+1）层软硬交替的复合层状阻尼结构：其中，n=0～10：
其中：所述高分子发泡层采用热塑性高分子弹性体，阻尼性能良好；
所述高分子结构层采用强度较高的聚合物构成，与高分子发泡层材料能产生稳定的层间界面；
所述高分子发泡层和高分子结构层材料采用不相容或部分相容的两种材料，高分子结构层材料室温下的模量远高于高分子发泡层材料；
所述高分子发泡层在发泡剂的作用下，在其中产生均匀且致密的气泡，通过摩擦等作用充分耗散外界能量，提高复合阻尼材料的阻尼性能；
高分子发泡层和高分子结构层之间大量层间界面的存在使得材料的阻尼性能得到提高。
本发明中，高分子发泡层采用具有优良阻尼性能的聚烯烃类热塑性弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、乙烯共聚物热塑性弹性体、聚醚酯类热塑性弹性体或聚丙烯酸酯类热塑性弹性体中任一种。
本发明中，所述高分子结构层采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚醋酸乙烯酯中任一种。
本发明中，所述高分子发泡层中使用的发泡剂采用AC型发泡剂，在200℃时分解率可达60%，以产生充分致密的气泡。
本发明中，所述高分子发泡层和高分子结构层中可根据需要加入适当助剂，根据需求，助剂在复合阻尼材料中所占比重为复合阻尼材料整体重量的1%-10%；所述助剂为润滑剂、操作润滑油、增塑剂和抗老化剂；所述润滑剂采用少量硬脂酸，改善复合阻尼材料的加工性能；所述操作润滑油采用白油和石蜡油；所述增塑剂采用苯甲醇；所述抗老化剂采用胺类聚合物；以上所述均为对复合阻尼材料加工和性能有改善作用的加工助剂。
本发明中，通过改变高分子发泡层和高分子结构层的体积比，实现调节复合阻尼材料的阻尼性能及力学性能。
本发明中，通过改变材料内部的微层数目，实现调节复合材料的阻尼性能及力学性能。
本发明提出的一种的高分子基多层复合阻尼材料的制备方法，具体步骤如下；
通过两台单螺杆挤出机分别将高分子发泡层原料和高分子结构层原料经熔融塑化并共同送入汇流器中，最初合并成上、下层叠结构的两层熔体，熔体经过n个分叠单元的依次切割和叠合后由口模流出，再经过冷却辊和收卷辊的牵引，得到层数为2n+1的高分子阻尼层和高分子结构层交替层状结构的高分子复合阻尼材料；其中：共挤出过程中，分叠单元的数目n为0~9个，得到相应材料的内部微层数目为2~1024。
本发明中，高分子发泡层和高分子结构层的厚度比（体积比）可以通过控制两台单螺杆挤出机的转速来进行调节。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明采用发泡层和结构层相结合的加工的方法，通过微层共挤出的方法，使得材料在具有优良的阻尼性能的同时，还具备较好的力学性能和综合性能。
（2）本发明采用的发泡层和结构层所用的原料及其他填料均为无毒无污染原料，均可从市面上轻易购得，符合绿色化学的宗旨。
（3）本发明所采用的工艺简单异性，耗能少，操作安全，可以投入大批量的生产，生产效率高，产量大，产品性能可以通过工艺步骤轻易调节。
（4）材料使用方便，使用条件宽松，可以直接粘附在需要阻尼的材料表面，大大提高了操作的便利性，无需加热熔融涂覆。
（5）材料在具有很宽的阻尼温域和很好的阻尼性能外，同时还保持了较好的力学性能，强度、韧性均可以满足多数使用要求，橡胶和塑料在力学性能方面相辅相成、互为补充，形成综合性能良好的材料。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
热塑性聚氨酯（按重量计份）100份和AC型发泡剂1份混合均匀作为高分子发泡层原料，聚乳酸作为高分子结构层材料分别投入微层共挤出装置的两台单螺杆挤出机中，挤出机转速比为1:1，高分子发泡层挤出机各段温度控制在130~200℃之间，高分子结构层挤出机各段温度控制在70～200℃之间，分层叠加单元和口模的温度设定为200℃，使用6个分层叠加单元。热塑性聚氨酯和聚乳酸经挤出机熔融塑化，在汇流器中合并，通过分割叠加单元的依次切割和再叠合，由口模流出，经冷却辊和收卷辊的冷却和牵引，制备得到层数为128层的热塑性聚氨酯（发泡）/聚乳酸多层复合阻尼材料。所得热塑性聚氨酯（发泡）/聚乳酸多层复合阻尼材料的损耗因子峰值为1.12，强度为14.8MPa，断裂延伸率为240%。
对比例1
热塑性聚氨酯（按重量计份）100份作和聚乳酸100份经充分均匀混合得到共混原料，投入到双螺杆挤出机中进行物理共混挤出，双螺杆挤出机各段温度70～200℃之间。热塑性聚氨酯和聚乳酸经挤出机熔融塑化，形成不具有层结构和发泡结构的普通物理材料，共混所得热塑性聚氨酯/聚乳酸共混阻尼材料的损耗因子峰值为0.35，强度为9.0MPa，断裂延伸率为109%。
由上述实施实例1和对比例1的性能对比可见，实施实例1中制备的高分子发泡层和结构层交替层合阻尼复合材料具有比对比例1更高效阻尼性能（前者为后者的3倍左右）和更好的机械性能。
实施例2
聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚物粒料（按重量计份）100份和AC型发泡剂1份混合均匀作为高分子发泡层原料，聚乙烯作为高分子结构层材料分别投入微层共挤出装置的两台单螺杆挤出机中，挤出机转速比为1:1，高分子发泡层挤出机各段温度控制在130~200℃之间，高分子结构层挤出机各段温度控制在130～210℃之间，分层叠加单元和口模的温度设定为210℃，使用9个分层叠加单元。聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚物和低密度聚乙烯经挤出机熔融塑化，在汇流器中合并，通过分割叠加单元的依次切割和再叠合，由口模流出，经冷却辊和收卷辊的冷却和牵引，制备得到层数为1024层的聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚物（发泡）/聚乙烯多层复合阻尼材料。所得聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚物（发泡）/聚乙烯多层复合阻尼材料的损耗因子峰值为1.86，强度为11.9MPa，断裂延伸率为452%。
对比例2
聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚物粒料（按重量计份）100份和AC型发泡剂1份混合均匀作为发泡层原料，聚乙烯作为结构层材料分别投入微层共挤出装置的两台单螺杆挤出机中，挤出机转速比为1:1，发泡层挤出机各段温度控制在130~200℃之间，结构层挤出机各段温度控制在130～200℃之间，分层叠加单元和口模的温度设定为200℃，使用6个分层叠加单元。聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚物和低密度聚乙烯经挤出机熔融塑化，在汇流器中合并，通过分割叠加单元的依次切割和再叠合，由口模流出，经冷却辊和收卷辊的冷却和牵引，制备得到层数为128层的聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚物（发泡）/聚乙烯多层复合阻尼材料。所得聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚物（发泡）/聚乙烯多层复合阻尼材料的损耗因子峰值为1.03，强度为9.8MPa，断裂延伸率为285%。
由上述实施实例2 和对比例2的性能对比可见，实施实例2中制备的1024层发泡阻尼材料具有比对比例1中128层发泡阻尼材料更高效阻尼性能和更好的机械性能。
实施例3
热塑性聚氨酯（按重量计份）100份和AC型发泡剂1份混合均匀作为高分子发泡层原料，聚甲基丙烯酸甲酯粒料作为高分子结构层材料分别投入微层共挤出装置的两台单螺杆挤出机中，挤出机转速比为2:1，高分子发泡层挤出机各段温度控制在130~200℃之间，高分子结构层挤出机各段温度控制在110～200℃之间，分层叠加单元和口模的温度设定为200℃，使用6个分层叠加单元。热塑性聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯经挤出机熔融塑化，在汇流器中合并，通过分割叠加单元的依次切割和再叠合，由口模流出，经冷却辊和收卷辊的冷却和牵引，制备得到层数为128层的热塑性聚氨酯（发泡）/聚甲基丙烯酸甲酯多层复合阻尼材料。所得热塑性聚氨酯（发泡）／聚甲基丙烯酸甲酯多层复合阻尼材料的损耗因子峰值为1.35，强度为10.3MPa，断裂延伸率为324%。
实施例4
热塑性聚氨酯（按重量计份）100份和AC型发泡剂1份混合均匀作为高分子发泡层原料，聚甲基丙烯酸甲酯粒料作为高分子结构层材料分别投入微层共挤出装置的两台单螺杆挤出机中，挤出机转速比为1:1，高分子发泡层挤出机各段温度控制在130~200℃之间，高分子结构层挤出机各段温度控制在110～200℃之间，分层叠加单元和口模的温度设定为200℃，使用6个分层叠加单元。热塑性聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯经挤出机熔融塑化，在汇流器中合并，通过分割叠加单元的依次切割和再叠合，由口模流出，经冷却辊和收卷辊的冷却和牵引，制备得到层数为128层的热塑性聚氨酯（发泡）/聚甲基丙烯酸甲酯多层复合阻尼材料。所得热塑性聚氨酯（发泡）／聚甲基丙烯酸甲酯多层复合阻尼材料的损耗因子峰值为1.08，强度为12.6MPa，断裂延伸率为254%。
实施例5
热塑性聚氨酯（按重量计份）100份和AC型发泡剂1份混合均匀作为高分子发泡层原料，聚丙烯粒料作为高分子结构层材料分别投入微层共挤出装置的两台单螺杆挤出机中，挤出机转速比为1:1，高分子发泡层挤出机各段温度控制在130~200℃之间，高分子结构层挤出机各段温度控制在130～200℃之间，分层叠加单元和口模的温度设定为200℃，使用9个分层叠加单元。热塑性聚氨酯和聚丙烯经挤出机熔融塑化，在汇流器中合并，通过分割叠加单元的依次切割和再叠合，由口模流出，经冷却辊和收卷辊的冷却和牵引，制备得到层数为1024层的热塑性聚氨酯（发泡）/聚丙烯多层复合阻尼材料。所得热塑性聚氨酯（发泡）／聚丙烯多层复合阻尼材料的损耗因子峰值为1.96，强度为15.5MPa，断裂延伸率为462%。
实施例6
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（按重量计份）100份和AC型发泡剂1份混合均匀作为高分子发泡层原料，聚丙烯粒料作为高分子结构层材料分别投入微层共挤出装置的两台单螺杆挤出机中，挤出机转速比为1:1，高分子发泡层挤出机各段温度控制在160~210℃之间，高分子结构层挤出机各段温度控制在130～210℃之间，分层叠加单元和口模的温度设定为210℃，使用9个分层叠加单元。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和聚丙烯经挤出机熔融塑化，在汇流器中合并，通过分割叠加单元的依次切割和再叠合，由口模流出，经冷却辊和收卷辊的冷却和牵引，制备得到层数为1024层的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（发泡）/聚丙烯多层复合阻尼材料。所得苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（发泡）/聚丙烯多层复合阻尼材料的损耗因子峰值为1.62，强度为14.7MPa，断裂延伸率为392%。
实施例7
热塑性聚氨酯（按重量计份）100份和AC型发泡剂1份混合均匀作为高分子发泡层原料，聚甲基丙烯酸甲酯粒料（按重量计份）100份和炭黑、碳酸钙、硬脂酸、白油、苯甲醇等加工助剂和填料5份作为高分子结构层材料分别投入微层共挤出装置的两台单螺杆挤出机中，挤出机转速比为1:1，高分子发泡层挤出机各段温度控制在130~200℃之间，高分子结构层挤出机各段温度控制在130～200℃之间，分层叠加单元和口模的温度设定为200℃，使用6个分层叠加单元。热塑性聚氨酯和聚丙烯经挤出机熔融塑化，在汇流器中合并，通过分割叠加单元的依次切割和再叠合，由口模流出，经冷却辊和收卷辊的冷却和牵引，制备得到层数为128层的热塑性聚氨酯（发泡）/聚丙烯多层复合阻尼材料。所得热塑性聚氨酯（发泡）／聚丙烯多层复合阻尼材料的损耗因子峰值为1.24，强度为18.2MPa，断裂延伸率为547%。
实施例8
热塑性聚氨酯（按重量计份）100份和AC型发泡剂1份混合均匀作为高分子发泡层原料，聚甲基丙烯酸甲酯粒料作为高分子结构层材料分别投入微层共挤出装置的两台单螺杆挤出机中，挤出机转速比为1:1，高分子发泡层挤出机各段温度控制在130~200℃之间，高分子结构层挤出机各段温度控制在130～200℃之间，分层叠加单元和口模的温度设定为200℃，使用6个分层叠加单元。热塑性聚氨酯和聚丙烯经挤出机熔融塑化，在汇流器中合并，通过分割叠加单元的依次切割和再叠合，由口模流出，经冷却辊和收卷辊的冷却和牵引，制备得到层数为128层的热塑性聚氨酯（发泡）/聚丙烯多层复合阻尼材料。所得热塑性聚氨酯（发泡）／聚丙烯多层复合阻尼材料的损耗因子峰值为1.12，强度为13.2MPa，断裂延伸率为249%。

Claims (9)

1.一种高分子基多层发泡复合阻尼材料，其特征在于，所述复合阻尼材料由高分子发泡层和高分子结构层经熔融塑化、n次切割和层状叠合而形成的2（n+1）层软硬交替的复合层状阻尼结构；其中，n=0～10；
其中：所述高分子发泡层采用热塑性高分子弹性体，阻尼性能良好；
所述高分子结构层采用强度较高的聚合物构成，与高分子发泡层材料能产生稳定的层间界面；
所述高分子发泡层和高分子结构层材料采用不相容或部分相容的两种材料，高分子结构层材料室温下的模量远高于高分子发泡层材料；
所述高分子发泡层在发泡剂的作用下，在其中产生均匀且致密的气泡，通过摩擦等作用充分耗散外界能量，提高复合阻尼材料的阻尼性能；
高分子发泡层和高分子结构层之间大量层间界面的存在使得材料的阻尼性能得到提高。
2.根据权利要求1所述的高分子基多层复合阻尼材料，其特征在于，高分子发泡层采用具有优良阻尼性能的聚烯烃类热塑性弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、乙烯共聚物热塑性弹性体、聚醚酯类热塑性弹性体或聚丙烯酸酯类热塑性弹性体中任一种。
3.根据权利要求1所述的高分子基多层复合阻尼材料，其特征在于，所述高分子结构层采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚醋酸乙烯酯中任一种。
4.根据权利要求1所述的高分子基多层复合阻尼材料，其特征在于，所述高分子发泡层中使用的发泡剂采用AC型发泡剂，在200℃时分解率可达60%，以产生充分致密的气泡。
5.根据权利要求1所述的高分子基多层复合阻尼材料，其特征在于，所述高分子发泡层和高分子结构层中可根据需要加入适当助剂，根据需求，助剂在复合阻尼材料中所占比重为复合阻尼材料整体重量的1%-10%；所述助剂为润滑剂、操作润滑油、增塑剂和抗老化剂；所述润滑剂采用少量硬脂酸，改善复合阻尼材料的加工性能；所述操作润滑油采用白油和石蜡油；所述增塑剂采用苯甲醇；所述抗老化剂采用胺类聚合物；以上所述均为对复合阻尼材料加工和性能有改善作用的加工助剂。
6.根据权利要求1所述的高分子多层复合阻尼材料，其特征在于，通过改变高分子发泡层和高分子结构层的体积比，实现调节复合阻尼材料的阻尼性能及力学性能。
7.根据权利要求1所述的高分子基多层复合阻尼材料，其特征在于，通过改变材料内部的微层数目，实现调节复合材料的阻尼性能及力学性能。
8.一种如权利要求1所述的高分子基多层复合阻尼材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下；
通过两台单螺杆挤出机分别将高分子发泡层原料和高分子结构层原料经熔融塑化并共同送入汇流器中，最初合并成上、下层叠结构的两层熔体，熔体经过n个分叠单元的依次切割和叠合后由口模流出，再经过冷却辊和收卷辊的牵引，得到层数为2n+1的高分子阻尼层和高分子结构层交替层状结构的高分子复合阻尼材料；其中：共挤出过程中，分叠单元的数目n为0~9个，得到相应材料的内部微层数目为2~1024。
9.根据权利要求8所述的高分子基多层复合阻尼材料的制备方法，其特征在于，高分子发泡层和高分子结构层的厚度比（体积比）可以通过控制两台单螺杆挤出机的转速来进行调节。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110216958A (zh) * 2019-05-24 2019-09-10 华南理工大学 一种低热导率耐拉耐压的多层发泡材料及其制备方法
CN111844677A (zh) * 2020-06-24 2020-10-30 四川大学 一种多层发泡再生塑料及其制备方法
CN114763022A (zh) * 2021-02-26 2022-07-19 依诺凡(昆山)新材料有限公司 类软木性能的具有吸湿功能的交替多层发泡材料
CN114953670A (zh) * 2022-05-23 2022-08-30 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种高填充隔音复合材料及其制备方法与应用方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101439576A (zh) * 2008-12-18 2009-05-27 四川大学 制备可设计交替层状结构的聚合物基阻尼复合材料的方法
CN102501504A (zh) * 2011-10-20 2012-06-20 四川大学 低密度高分子基隔声降噪材料及其制备方法
CN103302930A (zh) * 2013-06-21 2013-09-18 四川大学 一种高分子基阻燃阻尼复合材料及其制备方法
CN103342034A (zh) * 2013-06-21 2013-10-09 四川大学 一种高分子基宽温域阻尼复合材料及其制备方法
CN104553211A (zh) * 2015-01-06 2015-04-29 同济大学 一种新型形状记忆高分子微层复合材料及其制备方法
CN106273304A (zh) * 2016-10-28 2017-01-04 东华理工大学 交替多层共挤超临界发泡设备及其实现方法与应用
CN106413367A (zh) * 2016-09-05 2017-02-15 四川大学 一种新型多功能高分子基多层电磁屏蔽材料及其制备方法
CN106393541A (zh) * 2016-10-28 2017-02-15 东华理工大学 交替多层聚合物微孔发泡材料的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101439576A (zh) * 2008-12-18 2009-05-27 四川大学 制备可设计交替层状结构的聚合物基阻尼复合材料的方法
CN102501504A (zh) * 2011-10-20 2012-06-20 四川大学 低密度高分子基隔声降噪材料及其制备方法
CN103302930A (zh) * 2013-06-21 2013-09-18 四川大学 一种高分子基阻燃阻尼复合材料及其制备方法
CN103342034A (zh) * 2013-06-21 2013-10-09 四川大学 一种高分子基宽温域阻尼复合材料及其制备方法
CN104553211A (zh) * 2015-01-06 2015-04-29 同济大学 一种新型形状记忆高分子微层复合材料及其制备方法
CN106413367A (zh) * 2016-09-05 2017-02-15 四川大学 一种新型多功能高分子基多层电磁屏蔽材料及其制备方法
CN106273304A (zh) * 2016-10-28 2017-01-04 东华理工大学 交替多层共挤超临界发泡设备及其实现方法与应用
CN106393541A (zh) * 2016-10-28 2017-02-15 东华理工大学 交替多层聚合物微孔发泡材料的制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110216958A (zh) * 2019-05-24 2019-09-10 华南理工大学 一种低热导率耐拉耐压的多层发泡材料及其制备方法
CN110216958B (zh) * 2019-05-24 2021-07-20 华南理工大学 一种低热导率耐拉耐压的多层发泡材料及其制备方法
CN111844677A (zh) * 2020-06-24 2020-10-30 四川大学 一种多层发泡再生塑料及其制备方法
CN114763022A (zh) * 2021-02-26 2022-07-19 依诺凡(昆山)新材料有限公司 类软木性能的具有吸湿功能的交替多层发泡材料
CN114953670A (zh) * 2022-05-23 2022-08-30 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种高填充隔音复合材料及其制备方法与应用方法

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