Nghiên cứu vật liệu và kết cấu sản phẩm trên cơ sở cao su tự nhiên để làm gối đỡ giảm chấn cho động cơ xe

BỘ QUỐC PHÒNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ LÊ NGỌC TÚ NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU VÀ KẾT CẤU SẢN PHẨM TRÊN CƠ SỞ CAO SU TỰ NHIÊN ĐỂ LÀM GỐI ĐỠ GIẢM CHẤN CHO ĐỘNG CƠ XE LUẬN ÁN TIẾ[.]

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ

LÊ NGỌC TÚ

NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU VÀ KẾT CẤU SẢN PHẨM TRÊN CƠ SỞ CAO SU TỰ NHIÊN ĐỂ LÀM GỐI ĐỠ

GIẢM CHẤN CHO ĐỘNG CƠ XE

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội – 2022

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ

LÊ NGỌC TÚ

NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU VÀ KẾT CẤU SẢN PHẨM TRÊN CƠ SỞ CAO SU TỰ NHIÊN ĐỂ LÀM GỐI ĐỠ

GIẢM CHẤN CHO ĐỘNG CƠ XE

Ngành: Hóa hữu cơ

Mã số: 9440114

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS.TS Chu Chiến Hữu

2 PGS.TS Nguyễn Huy Trưởng

Hà Nội – 2022

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các nội dung, số liệu và kết quả trình bày trong luận án này là trung thực, tin cậy và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác Các dữ liệu tham khảo được trích dẫn đầy đủ

Tác giả luận án

Lê Ngọc Tú

LỜI CẢM ƠN

Với tấm lòng trân trọng và biết ơn sâu sắc nghiên cứu sinh (NCS) xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Chu Chiến Hữu và PGS.TS Nguyễn Huy Trưởng đã dành nhiều thời gian, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ NCS trong suốt quá trình thực hiện luận án

NCS chân thành cảm ơn Thủ trưởng Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, Thủ trưởng, các thầy cô giáo, các nhà khoa học và các cán bộ nhân viên Phòng Đào tạo, Viện Hóa học -Vật liệu/ Viện KH &CNQS, Viện Kỹ thuật cơ giới quân sự/ TCKT, Bộ môn Cơ học máy/ Học viện Kỹ thuật quân

sự, Phòng thí nghiệm trọng điểm Polyme và Compozit/ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã truyền đạt, giảng dạy kiến thức, đưa ra những góp ý quý báu, cũng như tạo mọi điều kiện, hỗ trợ, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu

Cuối cùng, NCS xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và những người thân đã động viên, hỗ trợ cho em rất nhiều trong quá trình học tập, nghiên cứu

và hoàn thành bản luận án tiến sĩ này

Tác giả luận án

Lê Ngọc Tú

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ x

Chương 1TỔNG QUAN 7

1.1 Rung động và các biện pháp chống rung động 7

1.2 Vật liệu chống rung: Yêu cầu cơ bản và phân loại 9

1.2.1 Yêu cầu cơ bản của vật liệu chống rung 9

1.2.2 Phân loại vật liệu chống rung 12

1.3 Khả năng chống rung của vật liệu cao su 13

1.3.1 Cơ sở khoa học chống rung của vật liệu cao su 15

1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống rung của vật liệu cao su 21

1.3.3 Các phương pháp nâng cao khả năng chống rung cho vật liệu cao su 26

1.4 Cao su tự nhiên và ứng dụng của nó trong chế tạo vật liệu chống rung 32

1.4.1 Cao su tự nhiên 32

1.4.2 Cao su styren butadiene (SBR) và blend NR/SBR 34

1.4.3 Lưu hóa các sản phẩm từ cao su tự nhiên 35

1.5 Chống rung cho động cơ diesel trên xe ô tô ZIL131 46

1.5.1 Xác định tần số dao động của gối đỡ động cơ xăng trên xe ZIL131 và gối đỡ động cơ D245.9E2 48

1.5.2 Tính toán thiết kế gối đỡ động cơ diesel D245.9E2 trên xe ZIL131 49

Chương 2THỰC NGHIỆM 55

2.1 Nguyên liệu, hóa chất 55

2.2 Tổng hợp và biến tính phụ gia cho cao su chống rung 57

2.2.1 Biến tính nanosilica bằng phản ứng ghép với Bis-(3-trietoxysilylpropyl) tetrasulfide (TESPT) 57

2.2.2 Tổng hợp Etylenglycol dimetacrylat (EGDM) 57

2.3 Xây dựng quy trình chế tạo vật liệu cao su chống rung 58

2.3.1 Khảo sát xây dựng đơn vật liệu cao su chống rung 58

2.3.2 Quy trình chế tạo vật liệu cao su chống rung 61

2.4 Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học của cao su chống rung do nước ngoài chế tạo cho gối đỡ động cơ xăng và động cơ diesel 63

2.4.1 Phương pháp trực tiếp 63

2.4.2 Phương pháp nhiệt phân 64

2.5 Phương pháp phân tích, đo đạc bản chất hóa học, chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu 65

2.6 Tính toán và thiết kế gối đỡ cho động cơ diesel 66

2.6.1 Tính toán tối ưu hoá độ cứng gối đỡ cho động cơ diesel 66

2.6.2 Thiết kế gối đỡ cho động cơ diesel 69

2.7 Các phương pháp đánh giá khả năng chống rung của vật liệu cao su và gối đỡ chống rung 71

2.7.1 Đo rung bằng phương pháp gõ búa 71

2.7.2 Đo rung bằng bàn rung 73

2.7.3 Đo rung trên giá thử 74

Chương 3KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 77

3.1 Nghiên cứu về hệ thống gối đỡ của động cơ xăng trên xe ô tô ZIL131 và hệ thống gối đỡ của động cơ diesel dùng để thay thế 77

3.1.1 Nghiên cứu các đặc tính kỹ thuật 77

3.1.2 Nghiên cứu bản chất vật liệu chế tạo gối đỡ động cơ 79

3.2 Nghiên cứu tổng hợp nguyên liệu phục vụ chế tạo gối đỡ động cơ 98

3.2.1 Nghiên cứu biến tính nanosilica bằng tác nhân TESPT 99

3.2.2 Nghiên cứu tổng hợp chất phụ gia etylenglycol dimetacrylat 106

3.3 Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su chống rung để làm gối đỡ cho động cơ diesel 115

3.3.1 Xây dựng yêu cầu kỹ thuật cho vật liệu cao su chống rung 115

3.3.2 Nghiên cứu xây dựng đơn vật liệu để chế tạo cao su chống rung 116

3.4 Chế tạo và thử nghiệm gối đỡ cho động cơ diesel 135

3.4.1 Chế tạo gối đỡ cho động cơ diesel 135

3.4.2 Kiểm tra các tính chất cơ lý và khả năng chống rung của gối đỡ động cơ diesel 135

3.4.3 Thử nghiệm gối đỡ trên giá thử động cơ 136

KẾT LUẬN 141

Những đóng góp mới của luận án 142

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 143

TÀI LIỆU THAM KHẢO 144

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu

Tg [K] Nhiệt độ thủy tinh hóa

Chữ viết tắt

Society for Testing and Materials)

GĐS Gối đỡ sau

Network)

(Intermediate super abrasm furme)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Hiệu suất chống rung của vật liệu 13

Bảng 1.2 Vật liệu đàn hồi bằng cao su thường được sử dụng 14

Bảng 1.3 Giá trị tổn hao cơ học tanδ của các loại cao su khác nhau 22

Bảng 2.1 Chỉ tiêu kỹ thuật của cao su tự nhiên RSS1 55

Bảng 2.2 Chỉ tiêu kỹ thuật của cao su SBR1502, Kumho 55

Bảng 2.3 Chỉ tiêu kỹ thuật của keo dán 56

Bảng 2.4 Đặc trưng của hạt nano silica QS-10 56

Bảng 2.5 Đơn thành phần vật liệu cao su chống rung tổng quát 58

Bảng 2.6 Thành phần vật liệu của đơn N1 59

Bảng 2.7 Thành phần vật liệu của đơn N3 59

Bảng 2.8 Thành phần vật liệu của đơn N4 60

Bảng 2.9 Thành phần vật liệu của đơn N5 60

Bảng 3.1 Chỉ tiêu kỹ thuật của gối đỡ ĐCX-Z131 và ĐCD-Z131 77

Bảng 3.2 Chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu chế tạo gối đỡ ĐCX-Z131 và ĐCD-Z131 78

Bảng 3.3 Dao động đặc trưng phổ hồng ngoại của các mẫu cao su dùng để chế tạo gối đỡ động cơ xăng và của mẫu cao su tự nhiên 89

Bảng 3.4 Mảnh khối lượng phân tử 83

Bảng 3.5 Tổng hợp kết quả phân tích nhiệt mẫu cao su làm gối đỡ ĐCX-Z131 85

Bảng 3.6 Tỷ lệ thành phần các nguyên tố tại các vị trí số 8 và số 9 86

Bảng 3.7 Dao động đặc trưng phổ hồng ngoại của các mẫu cao su dùng để chế tạo gối đỡ động cơ diesel và của mẫu cao su tự nhiên 89

Bảng 3.8 Mảnh khối lượng phân tử 91

Bảng 3.9 Tổng hợp kết quả phân tích nhiệt mẫu cao su 93

Bảng 3.10 Tỷ lệ thành phần các nguyên tố tại các vị trí số 2 và số 3 của gối trước 95

Bảng 3.11 Tỷ lệ thành phần các nguyên tố của gối sau tại các vị trí số 5 và số 6 100

Bảng 3.12 Số sóng đặc trưng các nhóm nguyên tử trên phổ hồng ngoại của các hạt nanosilica và m-nanosilica 101

Bảng 3.13 Thành phần nguyên tố trong hạt nanosilica trước và sau biến tính 102

Bảng 3.14 Ảnh hưởng của lượng xúc tác đến hiệu suất phản ứng 108

Bảng 3.15 Ảnh hưởng của tỷ lệ mol EG: MAA đến hiệu suất phản ứng 108

Bảng 3.16 Tín hiệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR 112

Bảng 3.17 Tín hiệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C-NMR 113

Bảng 3.18 Một số đặc trưng của sản phẩm EGDM 114

Bảng 3.19 Chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu cao su và của gối đỡ dùng để chế tạo gối đỡ của động cơ diesel lắp cho xe ZIL131 115

Bảng 3.20 Thành phần vật liệu của đơn vật liệu N1 117

Bảng 3.21 Tính chất cơ học và khả năng chống rung của các mẫu tổ hợp chế tạo ở các tỷ lệ NR/SBR khác nhau 118

Bảng 3.22 Tính chất cơ học và khả năng chống rung của các mẫu tổ hợp chế tạo với các loại than khác nhau 120

Bảng 3.23 Chỉ tiêu kỹ thuật của cao su chống rung với các tỷ lệ than N330 khác nhau 121 Bảng 3.24 Tính chất cơ học và khả năng chống rung của vật liệu cao su chế tạo theo đơn N4-1-Y 123

Bảng 3.25 Tổng hợp kết quả phân tích nhiệt của các mẫu vật liệu cao su 126

Bảng 3.26 Thành phần vật liệu của đơn N1-E 129

Bảng 3.27 Tính chất cơ lý và độ trương của blend NR/SBR khi thay đổi tỷ lệ EGDM 129 Bảng 3.28 Tính chất cơ học và khả năng chống rung của các mẫu vật liệu N4-1-2 có bổ sung EGDM 131

Bảng 3.29 Các đặc tính cơ học và chống rung của gối đỡ khi so sánh với các chỉ tiêu kỹ thuật đặt ra đối với gối đỡ động cơ diesel trên xe ZIL131 135

Bảng 3.30 Tổng hợp so sánh các giá trị quy ước 139

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Trang

Hình 1.1 Sơ đồ mô tả hệ cách ly rung động 8

Hình 1.2 Giải pháp kết cấu chống rung 10

Hình 1.3 Sơ đồ phạm vi ứng dụng của các loại kết cấu vật liệu chống rung khác nhau 11

Hình 1.4 Phân loại vật liệu chống rung theo tính chất vật liệu 12

Hình 1.5 Biểu đồ ứng suất - biến dạng của polyme 17

Hình 1.6 Đường cong ứng suất - biến dạng của polyme 18

Hình 1.7 Quá trình lưu hóa của cis-polyisopren 23

Hình 1.8 Mối quan hệ giữa tổn hao cơ học, nhiệt độ và sự tương thích khi pha trộn hỗn hợp vật liệu cao su 26

Hình 1.9 Tính năng chống rung của vật liệu composite NR/ENR/SiO 2 .29

Hình 1.10 Một số hạt nanosilica khác nhau 37

Hình 1.11 Cơ chế phản ứng silanol hóa giữa TESPT và silica .38

Hình 1.12 Cơ chế thủy phân của tác nhân silan với xúc tác axit 39

Hình 1.13 Đồ thị tanδ - nhiệt độ của NR/NBR ở các tỷ lệ khác nhau 42

Hình 1.14 Giá trị tổn hao cơ học tanδ tại các tỷ lệ khối lượng NR, ENR và carbon black khác nhau 43

Hình 1.15 Giá trị tổn hao cơ học tanδ tại các tỷ lệ khối lượng cao su và AO-80 khác nhau 44

Hình 1.16 Chế tạo vật liệu NR/ENR có kết cấu gradient 45

Hình 1.17 Động cơ xăng xe ZIL131 46

Hình 1.18 Hình dạng của gối đỡ trước ĐCX xe ZIL131 47

Hình 1.19 Hình dạng của gối đỡ sau ĐCX xe ZIL131 47

Hình 1.20 Động cơ diesel D245.9E2 48

Hình 1.21 Hình dạng của gối đỡ trước động cơ diesel D245.9E2 48

Hình 1.22 Hình dạng của gối đỡ sau động cơ diesel D245.9E2 48

Hình 1.23 Mô hình vị trí 3 gối đỡ động cơ xe ZIL131 50

Hình 1.24 Mô hình tính toán dao đông cụm động cơ .51

Hình 1.25 Sơ đồ tính toán dao động 52

Hình 2.1 Kết quả tính toán giá trị phổ mật độ tần số dao động dọc của trọng tâm cụm

động cơ (ở số vòng quay động cơ 2600 vòng/phút) 67

Hình 2.2 Kết quả tính toán bình phương trung bình gia tốc dao động thẳng đứng của trọng tâm cụm động cơ (ở số truyền 2 của hộp số, khi đi trên đường đất) .67

Hình 2.3 Kết quả tính toán bình phương trung bình gia tốc dao động thẳng đứng của trọng tâm cụm động cơ (ở số truyền 3 của hộp số, khi đi trên đường rải sỏi) .67

Hình 2.4 Kết quả tính toán bình phương trung bình gia tốc dao động thẳng đứng của trọng tâm cụm động cơ (ở số truyền 4 của hộp số, khi đi trên đường bê tông) .67

Hình 2.5 Bình phương trung bình chuyển vị gối đỡ trước động cơ ở các độ cứng khác nhau 68

Hình 2.6 Bình phương trung bình gia tốc gối đỡ trước động cơ ở các độ cứng khác nhau 68

Hình 2.7 Bình phương trung bình chuyển vị gối đỡ sau động cơ ở các độ cứng khác nhau 68

Hình 2.8 Bình phương trung bình gia tốc gối đỡ sau động cơ ở các độ cứng khác nhau 68 Hình 2.9 Xếp chồng đồ thị bình phương trung bình chuyển vị và gia tốc tại vị trí gối đỡ trước động cơ .69

Hình 2.10 Xếp chồng đồ thị bình phương trung bình chuyển vị và gia tốc tại vị trí gối đỡ sau động cơ .69

Hình 2.11 Gối đỡ trước động cơ diesel D245.9E2 lắp trên xe ZIL131 70

Hình 2.12 Gối đỡ sau động cơ diesel D245.9E2 lắp trên xe ZIL131 70

Hình 2.13 Sơ đồ đo rung LMS (hãng LMS – Bỉ) .71

Hình 2.14 Phương pháp 3dB 71

Hình 2.15 Biểu đồ tiệm cận của biên độ FRF và các kết quả đo rung 72

Hình 2.16 Hệ thống thử rung LDS (hãng Brüel & Kjær – Đan Mạch) 73

Hình 2.17 Biểu đồ tiệm cận của biên độ FRF và các giá trị giảm chấn Q và  được hiển thị tại vị trí cộng hưởng 74

Hình 2.18 Vị trí lắp cảm biến rung 75

Hình 2.19 Biểu đồ biên độ dao động của gối đỡ 75

Hình 3.1 Phổ hồng ngoại của mẫu vật liệu chế tạo gối đỡ trước của ĐCX-Z131 80

Hình 3.2 Phổ hồng ngoại của mẫu vật liệu chế tạo gối đỡ sau của ĐCX-Z131 80

Hình 3.3 Phổ hồng ngoại của cao su tự nhiên (tra từ thư viện phổ) 81

Hình 3.4 Phổ GC-MS của mẫu cao su gối đỡ trước ĐCX-Z131 82

Hình 3.5 Phổ GC-MS của mẫu cao su gối đỡ sau ĐCX-Z131 82

Hình 3.6 Giản đồ phân tích nhiệt DT/DTG của mẫu cao su gối đỡ trước ĐCX-Z131 84

Hình 3.7 Giản đồ phân tích nhiệt DT/DTG của mẫu cao su gối đỡ sau ĐCX-Z131 84

Hình 3.8 Phổ EDX tại các vị trí số 8 (a) và số 9 (b) trên mẫu gối đỡ cao su 85

Hình 3.9 Phổ hồng ngoại của mẫu vật liệu chế tạo gối đỡ trước của ĐCD-Z131 87

Hình 3.10 So sánh phổ hồng ngoại của mẫu vật liệu chế tạo gối đỡ trước của ĐCD-Z131 với thư viện phổ 87

Hình 3.11 Phổ hồng ngoại của mẫu vật liệu chế tạo gối đỡ sau của ĐCD-Z131 88

Hình 3.12 So sánh phổ hồng ngoại của mẫu vật liệu chế tạo gối đỡ sau của ĐCD-Z131 với thư viện phổ 88

Hình 3.13 Phổ GC-MS của mẫu cao su gối đỡ trước ĐCD-Z131 90

Hình 3.14 Phổ GC-MS của mẫu cao su gối đỡ sau ĐCD-Z131 90

Hình 3.15 Giản đồ TG/DTG của mẫu vật liệu chế tạo gối đỡ trước động cơ diesel 92

Hình 3.16 Giản đồ TG/DTG của mẫu vật liệu chế tạo gối đỡ sau động cơ diesel 92

Hình 3.17 Phổ EDX của mẫu gối đỡ trước của động cơ diesel 94

Hình 3.18 Phổ EDX của mẫu gối đỡ trước của động cơ diesel c) tại vị trí số 5 và d) tại vị trí số 6 95

Hình 3.19 Mô tả phản ứng biến tính nano silica bằng TESPT 99

Hình 3.20 Phổ hồng ngoại (FT-IR) của nanosilica (a) và m-nanosilica (b) 100

Hình 3.21 Phổ EDX trên bề mặt nanosilica (A) và m-nanosilica (B) 102

Hình 3.22 Bản đồ phân bố của các nguyên tố trong nanosilica 103

Hình 3.23 Bản đồ phân bố của các nguyên tố trong m-nanosilica 104

Hình 3.24 Ảnh FE-SEM hạt nanosilica (a, a1) và m-nanosilica (b, b1) 105

Hình 3.25 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng 107

Hình 3.26 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phản ứng 109

Hình 3.27 Ảnh hưởng của lưu lượng khí mang đến hiệu suất phản ứng 110

Hình 3.28 Phổ hồng ngoại của sản phẩm EGDM luận án tổng hợp 111

Hình 3.29 Phổ hồng ngoại mẫu EGDM của Sigma Aldrich 112

Hình 3.30 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H-NMR của EGDM được tổng hợp 113

Hình 3.31 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR của EGDM được tổng hợp 113

Hình 3.32 Mô hình tương tác của m-nanosilica và cao su 124

Hình 3.33 Giản đồ TG và DTG của vật liệu đơn N3-10 125

Hình 3.34 Giản đồ TG và DTG của vật liệu đơn N4-0-2 125

Hình 3.35 Giản đồ TG và DTG của vật liệu đơn N4-1-2 126

Hình 3.36 Ảnh FE-SEM của vật liệu N3-10 127

Hình 3.37 Ảnh FE-SEM của vật liệu N4-0-2 127

Hình 3.38 Ảnh FE-SEM của vật liệu N4-1-2 128

Hình 3.38 Ảnh FE-SEM của vật liệu N4-1-2 132

Hình 3.39 Ảnh FE-SEM của vật liệu đơn N5-2 132

Hình 3.40 Giản đồ TG và DTG của vật liệu đơn N5-2 133

Hình 3.41 Gối đỡ chống rung trước và sau cho động cơ diesel 135

Hình 3.42 So sánh các giá trị ước tính phổ công suất và giá trị bình phương trung bình của tích phân số hình thang ở tốc độ động cơ 700 vòng/phút 137

Hình 3.43 So sánh các giá trị ước tính phổ công suất và giá trị bình phương trung bình của tích phân số hình thang ở tốc độ động cơ 1.600 vòng/phút 137

Hình 3.44 So sánh các giá trị ước tính phổ công suất và giá trị bình phương trung bình của tích phân số hình thang ở tốc độ động cơ 2.600 vòng/phút 138

Hình 3.45 So sánh các giá trị ước tính phổ công suất và giá trị bình phương trung bình của tích phân số hình thang ở chế độ tăng tốc động cơ từ 700 đến 2.600 vòng/phút 138

Hình 3.46 So sánh các giá trị ước tính phổ công suất và giá trị bình phương trung bình của tích phân số hình thang ở chế độ tắt động cơ khi đang chạy ở tốc độ 700 vòng/phút 139

MỞ ĐẦU

Hiện nay trong quân đội đang có chương trình diesel hóa các xe quân sự trong đó nội dung chính là thay thế động cơ xăng bằng động cơ diesel nhằm giảm tiêu hao nhiên liệu nhưng vẫn phải đảm bảo tính năng kỹ chiến thuật của

xe Tuy nhiên khi thay thế động cơ diesel vào các xe sử dụng động cơ xăng thì khi xe hoạt động đã gây ra hiện tượng rung động lớn, ảnh hưởng xấu đến tuổi thọ của động cơ cũng như sức khỏe của người lái Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng rung động lớn này là do đặc tính của gối đỡ động cơ xăng không phù hợp để chống rung cho động cơ diesel

Để chống rung cho động cơ có thể sử dụng nhiều loại vật liệu (cao su, chất dẻo, kim loại, gốm ) và nhiều công nghệ đã được áp dụng (chống rung bằng lò xo, nhíp, chống rung bằng hệ thống thuỷ lực, chống rung bằng đệm cao su) Riêng với xe ZIL131, để chống rung cho động cơ này, nhà sản xuất

đã áp dụng sản phẩm gối đỡ được chế tạo bằng vật liệu cao su – kim loại Gối đỡ động cơ là bộ phận trung gian liên kết giữa động cơ với thân xe,

có nhiệm vụ làm suy giảm các dao động, giảm tối đa lực tác động của động

cơ lên khung xe và ngược lại từ khung xe vào động cơ Để đạt được những yêu cầu này, phải có những tính toán về dao động của động cơ và thân xe để tìm ra được đặc tính đàn hồi cần thiết của gối đỡ [10] Từ các kết quả tính toán đó kết hợp với việc nghiên cứu đặc tính đàn hồi của các loại vật liệu cao

su cũng như kết cấu của các loại gối đỡ làm cơ sở nghiên cứu chế tạo gối đỡ cao su cho phù hợp nhất

Trên thế giới, vấn đề nghiên cứu vật liệu và công nghệ chống rung nói chung, các chi tiết chống rung cho xe ô tô nói riêng đã được đặt ra từ rất lâu

và liên tục được phát triển, hoàn thiện Trên thế giới cũng đã có rất nhiều công trình nghiên cứu, các patent được công bố liên quan đến nguyên lý thiết

kế của vật liệu và công nghệ chống rung nói chung Tuy nhiên, những công

bố liên quan đến từng chi tiết chống rung cho từng loại máy móc, động cơ cụ thể nói riêng thì gần như không có Vật liệu và công nghệ chế tạo các chi tiết

chống rung cụ thể thuộc danh mục bí mật của các hãng sản xuất nên các chi tiết chống rung cụ thể này chỉ được các hãng cung cấp kèm theo trong quá trình xuất khẩu máy móc, trang thiết bị

Ở Việt Nam, vấn đề nghiên cứu vật liệu và công nghệ chống rung mới chỉ được đặt ra trong khoảng vài chục năm trở lại đây Mặc dù đã có một số thành tựu nhất định nhưng hầu hết các công trình chủ yếu tập trung vào thiết

kế, chế tạo vật liệu và chi tiết chống rung theo mẫu sản phẩm của nước ngoài nhằm phục vụ quá trình sửa chữa, bảo dưỡng, thay thế bộ phận chống rung của các trang thiết bị, máy móc bị hư hỏng, xuống cấp trong quá trình sử dụng tại Việt Nam [4] Những công trình nghiên cứu bài bản, khép kín từ khâu thiết

kế đến khâu chế tạo mới các chi tiết chống rung cho các trang thiết bị, máy móc ở trong nước còn khá khiêm tốn

Trong quân đội, hầu hết các loại xe ô tô đặc chủng, các loại máy bay, tầu thủy, tầu ngầm và các trang thiết bị vũ khí đều được nhập khẩu từ Liên Xô (trước đây), Liên bang Nga (ngày nay), Trung Quốc, Triều Tiên Sau một thời gian sử dụng, rất nhiều bộ phận trong đó có nhiều chi tiết, cụm chi tiết đóng vai trò giảm chấn, chống rung động bị hư hỏng, xuống cấp cần phải được thay thế Tuy nhiên việc nhập khẩu các chi tiết, cụm chi tiết này rất khó khăn về thủ tục, kinh phí, thời gian cũng như vấn đề đảm bảo bí mật quân sự Thậm chí nhiều chi tiết, cụm chi tiết không thể nhập khẩu được do các nước bạn không sản xuất loại vật tư tiêu hao này nữa Trong bối cảnh đó, vấn đề tự nghiên cứu thiết kế và chế tạo gối đỡ cao su chống rung cho động cơ diesel thay thế cho động cơ xăng của xe ô tô ZIL131 đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật

đề ra thì một mặt sẽ góp phần vào thành công của Chương trình diesel hóa các xe ô tô trong quân đội, mặt khác sẽ mở ra khả năng tự thiết kế, chế tạo các loại chi tiết giảm chấn, chống rung cho nhiều loại trang bị vũ khí khác

Chính vì vậy, đề tài luận án “Nghiên cứu vật liệu và kết cấu sản phẩm trên cơ

sở cao su tự nhiên để làm gối đỡ chống rung cho động cơ xe” có ý nghĩa khoa

học và thực tiễn tốt

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xây dựng được đơn vật liệu trên cơ sở cao su tự nhiên đạt được các chỉ tiêu

về độ bền cơ học và khả năng chống rung đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của gối đỡ chống rung cho động cơ ô tô diesel

- Thiết kế và chế tạo được gối đỡ cho động cơ diesel dùng để thay thế cho động cơ xăng trên xe ô tô ZIL131 trên cơ sở đơn vật liệu cao su chống rung đã xây dựng được ở mục tiêu thứ nhất

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu của luận án bao gồm: gối đỡ của động cơ xăng trên

xe ZIL131, gối đỡ động cơ diesel (là loại động cơ thay thế cho động cơ xăng trên xe ZIL131) và gối đỡ do luận án thiết kế, chế tạo dùng để lắp động cơ diesel lên khung xe ZIL131

Phạm vi nghiên cứu:

- Nghiên cứu xác định bản chất hóa học, tỷ lệ thành phần và các chỉ tiêu

kỹ thuật của cao su dùng để chế tạo gối đỡ của động cơ xăng trên xe ZIL131

và gối đỡ động cơ diesel

- Nghiên cứu xây dựng đơn vật liệu trên cơ sở cao su tự nhiên dùng để chế tạo gối đỡ chống rung phục vụ lắp đặt động cơ diesel lên khung xe ô tô ZIL131

- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và đánh giá thử nghiệm gối đỡ chống rung dùng để lắp đặt động cơ diesel lên khung xe ô tô ZIL131

4 Nội dung nghiên cứu

Để đạt mục tiêu trên, luận án bao gồm các nội dung nghiên cứu chính sau:

- Nghiên cứu xác định bản chất hóa học, tỷ lệ thành phần và các chỉ tiêu

kỹ thuật của cao su dùng để chế tạo gối đỡ của động cơ xăng trên xe ZIL131

và gối đỡ động cơ diesel Từ kết quả nghiên cứu này, xây dựng chỉ tiêu kỹ thuật cần có đối với vật liệu chống rung cho động cơ diesel

- Nghiên cứu tổng hợp nguyên liệu (biến tính nano silica, etylenglycol

dimetacrylat) phục vụ xây dựng đơn vật liệu cao su chống rung trên cơ sở cao

su tự nhiên

- Nghiên cứu xây dựng đơn vật liệu trên cơ sở cao su tự nhiên, cao su tổng hợp SBR và một số phụ gia ( bột than, nano silica, etylenglycol dimetacrylat) dùng để chế tạo gối đỡ chống rung phục vụ lắp đặt động cơ diesel lên khung xe ô tô ZIL131

- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thử nghiệm gối đỡ cho động cơ diesel dùng để thay thế cho động cơ xăng trên xe ô tô ZIL131 trên cơ sở đơn vật liệu cao su chống rung đã xây dựng được

5 Phương pháp nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu tổng quan các tài liệu công bố trong và ngoài nước liên quan đến vật liệu và công nghệ chế tạo các sản phẩm giảm chấn, chống rung nói chung và các sản phẩm giảm chấn, chống rung cho động cơ ô

tô nói riêng, xây dựng được mục tiêu và các nội dung nghiên cứu cần phải thực hiện nhằm chế tạo được gối đỡ cao su chống rung cho động cơ diesel khi thay thế động cơ này cho động cơ xăng của xe ô tô ZIL131

Sử dụng các kỹ thuật chuyên ngành hóa hữu cơ và cao phân tử để:

- Phân tích xác định các chỉ tiêu kỹ thuật, bản chất hóa học, tỷ lệ thành phần các cấu tử trong các vật liệu cao su chống rung của động cơ xăng xe ô

tô ZIL131 và động cơ diesel nguyên bản làm cơ sở định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo

- Tổng hợp một số phụ gia cho hệ vật liệu cao su blend giữa cao su tự nhiên (NR) với cao su styren butadien (SBR) và tiếp đó là xây dựng đơn vật liệu cao su chống rung cho gối đỡ động cơ diesel tự thiết kế, chế tạo

- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thử nghiệm gối đỡ động cơ diesel tự thiết kế, chế tạo

Trong quá trình nghiên cứu, ứng dụng các kỹ thuật phân tích hóa lý hiện đại để nghiên cứu cấu trúc và tính chất của vật liệu như: Phổ hồng ngoại (FT-IR), Phổ khối (GC-MS), Cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), Phân

tích nhiệt (TGA), chụp EDX, SEM, FESEM; các phương pháp đo đạc độ bền cơ lý của vật liệu cao su (độ cứng, độ bền kéo đứt, độ dãn dài đến đứt,

độ dãn dư) và các phương pháp đo đạc, đánh giá khả năng chống rung của vật liệu và gối đỡ bằng thiết bị LMS, LDS theo các tiêu chuẩn đo của nước ngoài và của Việt Nam

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

- Luận án cũng đã tổng hợp và ứng dụng thành công hai loại phụ gia quan trọng nhất (nano silica biến tính và etylenglycol dimetacrylat ) trong quá trình xây dựng đơn vật liệu cao su chống rung trên cơ sở cao su tự nhiên đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của gối đỡ chống rung cho động cơ diesel

Ý nghĩa thực tiễn:

Kết quả nghiên cứu, chế tạo được gối đỡ chống rung cho động cơ diesel

để thay thế cho động cơ xăng của xe ZIL131 một mặt góp phần vào thành công của Chương trình diesel hóa các loại xe ô tô sử dụng động cơ xăng trong quân đội, mặt khác có thể áp dụng để nghiên cứu chế tạo các loại vật liệu giảm chấn, chống rung cho nhiều loại trang thiết bị, vũ khí, máy móc khác, góp phần chủ động, nâng cao hiệu quả công tác bảo vệ an ninh quốc phòng

7 Bố cục của luận án

Luận án được bố cục gồm phần Mở đầu, 3 Chương nội dung, Kết luận, Danh mục các công trình khoa học đã công bố và Danh mục tài liệu tham khảo Tóm tắt nội dung của các chương như sau:

- Chương 1 (Tổng quan): Giới thiệu một số kiến thức về rung động và khả năng chống rung động của các loại vật liệu nói chung và của vật liệu

cao su nói riêng Chương 1 cũng phân tích đánh giá về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến vật liệu chống rung trên cơ sở cao su tự nhiên; giới thiệu một số hợp phần sử dụng khi gia công cao su tự nhiên, đồng thời nêu bật được tính cấp thiết của việc nghiên cứu chế tạo gối đỡ chống rung cho động cơ diesel khi sử dụng động cơ diesel này để thay thế cho động cơ xăng của xe ô tô ZIL131

- Chương 2: Giới thiệu các loại nguyên liệu hóa chất, quy trình tổng hợp phụ gia, quy trình chế tạo vật liệu cao su chống rung, quy trình chế tạo gối đỡ sử dụng trong quá trình xây dựng đơn vật liệu cao su chống rung và chế tạo gối đỡ cao su chống rung; Chương 2 cũng trình bày các phương pháp chuẩn bị mẫu đo, các trang thiết bị và các tiêu chuẩn sử dụng để đo đạc phân tích bản chất hóa học, tỷ lệ thành phần, các chỉ tiêu cơ lý, khả năng chống rung của vật liệu và gối

+ Tổng hợp các phụ gia (nano silica biến tính bằng hợp chất silan, tổng hợp etylenglycol dimetacrylat) phục vụ chế tạo vật liệu cao su chống rung trên cơ sở cao su tự nhiên

+ Nghiên cứu xây dựng đơn vật liệu cao su chống rung cho động cơ diesel trên cơ sở cao su tự nhiên và các phụ gia nano silica biến tính và etylenglycol dimetacrylat

+ Chế tạo và thử nghiệm gối đỡ cao su cho động cơ diesel trên xe ZIL131

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Rung động và các biện pháp chống rung động

Bất kỳ hoạt động nào của các loại động cơ, thiết bị máy móc cũng đều sinh ra các loại rung động Rung động là dao động cơ học của vật thể đàn hồi, sinh ra khi trọng tâm và trục đối xứng của chúng xê dịch trong không gian hoặc do sự thay đổi có tính chu kỳ hình dạng mà chúng có ở trạng thái tĩnh [8] Rung động của máy đơn giản là sự di chuyển qua lại của máy hoặc các bộ phận máy Rung động máy thường có thể cố ý được tạo ra nhờ thiết kế của máy và tùy vào mục đích sử dụng của máy như sàng rung, phễu nạp liệu, băng tải, máy đánh bóng, máy đầm hay dầm đất Nhưng hầu hết, rung động máy là không mong muốn và thường gây ảnh hưởng nghiêm trọng cho người

và máy Rung động và cộng hưởng có thể làm nứt, gẫy các chi tiết máy như đai ốc, bu lông, trục,… Tiếng ồn, kết quả của rung động, tác động đến người vận hành máy trong một thời gian dài có thể gây mờ mắt, ù tai, làm việc kém hiệu quả và một số bệnh nghề nghiệp khác Rung động không được cách ly sẽ truyền qua bất kỳ vật rắn nào như sàn nhà xưởng, tường, các đường ống… gây ra nhiều thiệt hại Tiếng ồn và rung động trong sản xuất là các tác hại nghề nghiệp nếu cường độ của chúng vượt quá giới hạn cho phép [8]

Khái niệm cách ly rung động được hiểu là giảm thiểu ảnh hưởng của rung động Đệm cách ly rung động ở dạng cơ bản nhất là một bộ phận có tính đàn hồi kết nối giữa thiết bị và chân đế (hình 1.1) Chức năng của đệm cách ly

là để giảm biên độ dịch chuyển được truyền từ chân đế đang rung đến thiết bị (hình 1.1.a) hoặc làm giảm độ lớn của lực được truyền từ thiết bị đến chân đế (hình 1.1.b) [63]

Hệ (a) là để cách ly hệ thống thiết bị từ nền kích rung Ứng dụng này bao gồm cách ly động đất trong xây dựng các tòa nhà, cách ly các công cụ có độ chính xác cao khỏi bề mặt đang rung động và cách ly chỗ ngồi của hành

khách khỏi rung động của ô tô gây ra bởi đường gập ghềnh Dịch chuyển u phát sinh ra từ chân đế và dịch chuyển x được truyền đến thiết bị (khối lượng

m), với 𝜔 là vận tốc góc, rad/s: 𝑢 = 𝑢0𝑠𝑖𝑛𝜔𝑡

Hệ (b) là để cách ly các hệ thống rung động khỏi nền móng Các ứng dụng loại này bao gồm sự giảm động lực chuyển động đến nền được tạo ra

bởi sự rung máy móc hạng nặng và đồ gia dụng Lực dao động F được gây ra bởi thiết bị (khối lượng m) và lực F T được truyền đến chân đế: 𝐹 = 𝐹0𝑠𝑖𝑛𝜔𝑡

Hình 1.1 Sơ đồ mô tả hệ cách ly rung động [31]

Tính hiệu quả của một linh kiện chống rung thường được đánh giá qua hai cách: khả năng truyền qua và hiệu quả cách ly Khả năng truyền qua là một đại lượng tỷ lệ không thứ nguyên giữa động năng ra và động năng vào Trong khi đó, hiệu quả cách ly được định nghĩa là tỷ lệ giữa độ hao hụt ứng suất so với ứng suất tác dụng Hai khái niệm trên về cơ bản là giống nhau, là hai cách để nói về cùng một vấn đề, ví dụ như hiệu quả cách ly 90% tương đương khả năng truyền là 0,1 hay hiệu quả cách ly 75% tương đương khả năng truyền là 0,25 Các linh kiện chống rung gắn với cùng một bộ phận sẽ hoạt động như nhau với tần số tự nhiên, độ ổn định và các tính chất chống rung tương đương nhau

Các biện pháp kỹ thuật phòng chống tiếng ồn và giảm rung động có thể được chia thành ba nhóm chính sau [50]:

- Biến đổi tần số dao động riêng: thay đổi tính đàn hồi và khối lượng của các bộ phận máy móc để thay đổi tần số dao động riêng của chúng tránh cộng hưởng;

- Phân tán năng lượng: bọc lót các bề mặt thiết bị chịu rung động bằng các vật liệu hút hoặc chống rung động có ma sát nội lớn như bitum, cao su, chất dẻo, matit đặc biệt;

- Cách ly rung động: sử dụng bộ phận giảm chấn bằng lò xo hoặc cao su

để cách ly rung động

Khi thiết kế, chế tạo các trang thiết bị thì thường cả ba biện pháp trên đều được áp dụng đồng thời để giảm thiểu ảnh hưởng của sự rung động Tuy nhiên, trong thực tế, biện pháp thứ hai và thứ ba cũng thường được áp dụng

để tiếp tục giảm thiểu tác hại của rung động đến trang thiết bị, máy móc và con người trong quá trình sử dụng

1.2 Vật liệu chống rung: Yêu cầu cơ bản và phân loại

1.2.1 Yêu cầu cơ bản của vật liệu chống rung

Vật liệu chống rung được sử dụng để hấp thụ năng lượng nhằm chống rung động trong các hệ thống cơ khí và kết cấu Tính chất đàn hồi có ảnh hưởng rất nhiều đến khả năng chống rung Hiệu suất chống rung của vật liệu

là tỷ lệ của phần năng lượng rung động truyền vào vật liệu và khả năng tiêu tán năng lượng bên trong vật liệu đó [35]

Khi thiết kế vật liệu để chống rung cho một kết cấu nào đó, phải xét đến đặc điểm rung động của kết cấu và các phương pháp, cách thức triệt tiêu rung động [18],[19] Hiện nay, trong kỹ thuật có hai giải pháp ứng dụng vật liệu chống rung là loại tự do và loại ràng buộc (hình 1.2) [23],[35] Giải pháp tự

do là dạng áp dụng vật liệu chống rung trên một hoặc cả hai mặt của kết cấu (mặt còn lại của lớp vật liệu giảm rung là tự do) Giải pháp ràng buộc là dạng

áp dụng vật liệu chống rung giữa hai bộ phận kết cấu theo một phương thức nào đó (cả hai mặt của lớp vật liệu giảm rung đều bị ràng buộc)

Hình 1.2 Giải pháp kết cấu chống rung Cho dù đó là giải pháp tự do hay ràng buộc thì khả năng chống rung của kết cấu cũng phụ thuộc chủ yếu vào tổn hao cơ học và mô đun động của vật liệu (được chia thành mô đun lưu trữ và mô đun tổn hao) Do đó, việc nghiên cứu cơ chế hình thành tổn hao cơ học và mô đun động lực của vật liệu và tối

ưu phương pháp chế tạo vật liệu là vấn đề cốt lõi, mấu chốt của việc chế tạo

ra vật liệu chống rung có tính năng ưu việt

Tổn hao cơ học tanδ: Được coi là thông số cơ bản để đánh giá khả năng

tiêu tán năng lượng trong vật liệu đàn hồi Tanδ, thu được bằng cách chia đun tổn hao (E") cho mô-đun lưu trữ (E') [37], trong đó, mô-đun lưu trữ cho biết khả năng tích trữ năng lượng trong vật liệu khi chịu ứng suất trong quá trình biến dạng và nó cũng là sự phản ánh độ cứng của vật liệu Phần ảo 𝐸′′được gọi là mô-đun tổn hao, phản ánh năng lượng bị tiêu hao do nhiệt năng tiêu thụ trong quá trình biến dạng của vật liệu Thông thường giá trị tanδ yêu cầu càng lớn càng tốt, tanδ càng lớn thì nội ma sát của vật liệu chống rung càng lớn, biên độ suy giảm theo đó cũng tăng theo, tác dụng chống rung động của kết cấu chống rung càng rõ ràng Tuy nhiên, đối với vật liệu chống rung, không thể đơn phương theo đuổi giá trị tổn hao cơ học lớn Vì đối với các sản phẩm vật liệu làm chống rung hiện nay, giá trị tổn hao cơ học càng lớn thì khoảng nhiệt độ chống rung tối ưu càng hẹp và sự phụ thuộc vào nhiệt độ càng lớn Đồng thời, tổn hao cơ học của vật liệu và đặc tính cơ học là một cặp thông số đối lập nhau, khi tổn hao cơ học của vật liệu chống rung càng lớn thì

mô-độ bền kéo của nó có thể trở nên rất kém Độ bền mỏi của vật liệu chống rung

có tổn hao cơ học cao sẽ thấp hơn so với vật liệu chống rung có tổn hao cơ học thấp Do vậy, khi thiết kế vật liệu chống rung, cần phải xem xét cả các đặc tính kỹ thuật khác, không nên chỉ xem xét phiến diện, tập trung vào đặc tính chống rung [37]

Mô-đun tổn hao và mô-đun lưu trữ: Đối với kết cấu chống rung dạng

tự do, để có được hiệu quả chống rung tốt, cần đồng thời tăng mô-đun tổn hao của vật liệu chống rung và tổn hao cơ học tanδ Đối với vật liệu chống rung ràng buộc, hiệu quả chống rung thực tế chủ yếu phụ thuộc vào giá trị cao hay thấp của tổn hao cơ học và mô-đun tổn hao chỉ cần thỏa mãn phù hợp với kết cấu Trong các ứng dụng thực tế, đối với các vật liệu chống rung ràng buộc, khi áp dụng cho các ứng dụng rung tần số trung bình và thấp, mô đun tổn hao nhỏ sẽ đạt được hiệu quả tốt hơn [59] Khi áp dụng ở tần số trên trung bình và cao, giá trị mô-đun tổn hao nên tương đối lớn Hình 1.3 liệt kê phạm vi nhiệt

độ áp dụng của các loại vật liệu chống rung khác nhau, cung cấp một số tham khảo cho việc nghiên cứu chế tạo vật liệu chống rung [37]

Hình 1.3 Sơ đồ phạm vi ứng dụng của các loại kết cấu vật liệu

chống rung khác nhau

Giá trị tổn hao cơ học tanδ và giá trị mô-đun động của vật liệu chống rung thường có sự mâu thuẫn với nhau Vật liệu có tổn hao cơ học tanδ càng cao thì mô-đun động càng thấp và ngược lại Để giải quyết được mâu thuẫn này chỉ có cách là lựa chọn phương thức kết hợp vật liệu chống rung với kết cấu chống rung Vật liệu chống rung cung cấp khả năng tiêu hao năng lượng chống rung (giá trị tổn hao cơ học tanδ cao) và kết cấu chống rung cung cấp các đặc tính cơ học tốt (giá trị mô-đun động cao)

1.2.2 Phân loại vật liệu chống rung

Vật liệu chống rung có thể được phân loại theo mục đích sử dụng và phân loại theo tính chất vật liệu Hình 1.4 là phân loại theo tính chất vật liệu chống rung Theo cách phân loại này, vật liệu chống rung bao gồm vật liệu chống rung đàn hồi, vật liệu chống rung kim loại, vật liệu chống rung dạng chất lỏng và dạng nhựa đường Ngoài ra, trong những năm gần đây, các vật liệu chống rung mới như vật liệu chống rung gradient, vật liệu chống rung polyme tinh thể lỏng, vật liệu chống rung từ trường thông minh, vật liệu chống rung áp điện và vật liệu chống rung điện tử cũng đã được phát triển

Hình 1.4 Phân loại vật liệu chống rung theo tính chất vật liệu

Bảng 1.1 cho thấy một sự so sánh chung của việc thực hiện chống rung cho một loạt các vật liệu bao gồm polyme, kim loại, vật liệu gốc xi măng, hợp kim và composite [28], [35] Khả năng chống rung không chỉ phụ thuộc vào

vật liệu mà còn phụ thuộc vào tần suất tải, hình dạng sản phẩm và nhiệt độ làm việc Tuy nhiên, có thể thấy rằng trong số các lớp vật liệu này thì polyme cho giá trị tanδ cao nhất, tiếp đến là kim loại và vật liệu gốc xi măng Cao su thể hiện giá trị tanδ cao vượt trội và được ứng dụng rộng rãi để chống rung [20]

Bảng 1.1 Hiệu suất chống rung của vật liệu [20]

1.3 Khả năng chống rung của vật liệu cao su

Cao su là một loại vật liệu đàn hồi phổ biến nhất Cao su có khả năng liên kết với hầu hết các vật liệu khác ngay cả khi bản chất hóa học ban đầu của chúng không giống nhau [30] Các thông tin trong bảng 1.2 cho thấy, cao

su silicon và cao su tự nhiên thể hiện tính năng của vật liệu đàn hồi cao nhất Cao su silicon tồn tại dưới dạng tiền chất lỏng, có thể tiến hành đóng rắn

ở nhiệt độ phòng và đó là những điều kiện thích hợp để chế tạo các sản phẩm

có hình dạng phức tạp Tuy nhiên, cao su silicon có các đặc tính cơ học thấp

và độ bền mỏi thấp đã hạn chế khả năng ứng dụng của nó trong thực tế

Cao su tự nhiên được sử dụng rộng rãi nhất trong kỹ thuật cách ly rung động bởi nó có tính đàn hồi cao, độ bền cao, khả năng hấp thụ năng lượng tốt

và giá thành hạ Cao su tổng hợp có tính chất động và tĩnh thay đổi rộng So sánh với cao su tự nhiên, một số cao su tổng hợp có độ bền cao hơn dưới tác dụng của nhiệt, ô zôn và dung môi hydrocacbon [57],[72],[80] Cao su nitril

có khả năng chịu dầu, ozon cũng như chịu nhiệt tốt hơn nên chúng cũng được

sử dụng rộng rãi trong công nghiệp Silicon có giá thành cao nhưng lại cho khoảng nhiệt độ làm việc rất rộng, từ -54oC tới 177oC [48]

Bảng 1.2 Vật liệu đàn hồi bằng cao su thường được sử dụng

Loại vật liệu Ưu điểm Nhược điểm tham khảo Tài liệu

[9], [39]

Cao su silicon - Phạm vi nhiệt độ làm

việc rộng nhất

- Nhiệt độ thấp linh hoạt

- Khả năng chống dầu kém

[26], [77],[78]

[64], [79], [80]

Cao su nitril - Khả năng chống dầu

Cao su

- Độ bền kéo và xé cao

- Khả năng kháng dầu rất tốt

- Khả năng chống ozon

và lão hóa rất tốt

- Chi phí trung bình đến cao

dung môi kém

[26],[74], [75],[76]

1.3.1 Cơ sở khoa học chống rung của vật liệu cao su

Vật liệu chống rung là vật liệu biến năng lượng dao động cơ học bên ngoài thành năng lượng tiêu tán khác (chủ yếu là nhiệt năng) Hiện nay, có rất nhiều loại vật liệu chống rung nhưng chủ yếu là vật liệu chống rung đàn hồi gốc polyme Do vật liệu cao su cũng thuộc họ các vật liệu polyme nên cơ chế chống rung của vật liệu polyme cũng hoàn toàn phù hợp với cơ chế chống rung của vật liệu cao su Một số cơ sở khoa học để khẳng định vật liệu cao su

có khả năng chống rung được giới thiệu sau đây

1.3.1.1 Chuyển động chuỗi phân tử polyme

Đối với polyme vô định hình, theo nhiệt độ có thể chia thành ba trạng thái tồn tại, đó là trạng thái thủy tinh, trạng thái đàn hồi cao và trạng thái chảy nhớt Sự khác biệt về trạng thái tồn tại này là do chuyển động nội phân tử tạo thành

Ở trạng thái thủy tinh, do nhiệt độ thấp và năng lượng chuyển động của phân tử thấp nên không thể khắc phục được rào cản thế năng trong chuỗi mạch chính của phân tử, các đoạn chuỗi ở trạng thái đông cứng và chuyển động khó khăn hơn Thông thường, các nhánh nhỏ hơn trên mạch chính như các nhóm bên, mạch phân nhánh và chuỗi nhỏ có thể sản sinh những dao động nhưng không làm thay đổi polyme từ dạng này sang dạng khác và các tính chất cơ học tương tự như thủy tinh có các phân tử nhỏ Khi polyme chịu tác dụng của các lực xoay chiều, lúc này do các đoạn mạch ở trạng thái đông cứng nên chỉ có thể xảy ra những thay đổi nhỏ về độ dài liên kết chuỗi chính

và góc liên kết (thay đổi quá nhiều sẽ phá hủy liên kết cộng hóa trị và phá hủy polyme) Về tính năng vĩ mô, lúc này biến dạng không lớn khi chịu tác dụng của lực xoay chiều và biến dạng có quan hệ tuyến tính với ứng suất, sau khi loại bỏ ngoại lực thì biến dạng có thể phục hồi ngay lập tức (1), điều này phù hợp với tính đàn hồi chung, được biểu thị bằng công thức:

1 = / E1 (1.1)

Trong đó  là ứng suất và E1 là mô đun đàn hồi chung Lúc này hầu như tất cả năng lượng tạo ra bởi polyme được phục hồi, nội ma sát rất thấp và tính năng chống rung kém, chỉ ở tần số rất thấp mới có thể thể hiện một số đặc điểm chống rung nhất định [29]

Khi nhiệt độ tăng đến một mức nhất định thì năng lượng của chuyển động nhiệt phân tử tăng lên, mặc dù chuyển động nhiệt phân tử vẫn không thể thực hiện được nhưng năng lượng của chuyển động nhiệt phân tử có thể vượt qua rào cản thế năng chuyển động quay bên trong Lúc này, sự chuyển động của đoạn chuỗi được kích thích và sự quay bên trong của liên kết đơn trong chuỗi chính có thể thay đổi dạng cấu trúc của đoạn chuỗi, thậm chí khiến một phần của đoạn chuỗi bị trượt và khi đó polyme chuyển sang trạng thái đàn hồi cao Khi polyme chịu tác dụng của lực xoay chiều, lúc này chuỗi phân tử có thể thích ứng với sự thay đổi của ngoại lực thông qua chuyển động quay bên trong của liên kết đơn và sự thay đổi cấu trúc phân đoạn Thông thường khi polyme ở trạng thái đàn hồi cao, ngoại lực tương đối nhỏ có thể gây ra biến dạng tương đối lớn Xét về chuyển động phân đoạn thì nó ở trạng thái lỏng, xét về toàn bộ chuỗi phân tử nó thể hiện tính chất rắn, do đó trạng thái tập hợp này có tính chất kép vừa thể hiện tính chất lỏng vừa thể hiện tính chất rắn Loại biến dạng này lớn hơn biến dạng đàn hồi chung, biến dạng và thời gian

có mối quan hệ theo hàm số mũ:

2 = (1-𝑒−𝑡/)/ E2 (1.2) Trong đó: 2 - Độ biến dạng đàn hồi cao;  là thời gian phục hồi, độ nhớt động học của phân đoạn chuỗi 2 và mô-đun đàn hồi cao E2 quyết định giá trị của , tức là  = 2/ E2

Khi loại bỏ ngoại lực, biến dạng đàn hồi cao dần dần được phục hồi Trong quá trình hồi phục, chuyển động của phân đoạn chuỗi sinh ra ma sát nhưng do chuyển động của phân đoạn chuỗi tương đối tự do nên nội ma sát sinh ra tương đối nhỏ và tính năng chống rung không đủ Ở trạng thái cơ học

này, chỉ bằng cách tăng tần số rung động thì tính năng chống rung mới được thể hiện [60]

Vùng chuyển tiếp giữa trạng thái thủy tinh và trạng thái đàn hồi cao là khu vực trạng thái đàn hồi nhớt Tại thời điểm này, khi polyme chịu tác dụng của ứng suất xoay chiều (hình 1.5) thì hiện tượng biến dạng trễ hơn ứng suất

là rất rõ ràng, tức là hiện tượng trễ và một vòng lặp trễ được hình thành trên đường cong ứng suất-biến dạng (hình 1.6) Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này là do chuyển động của phân đoạn chuỗi không theo kịp với sự thay đổi của ngoại lực

Hình 1.5 Biểu đồ ứng suất - biến dạng của polyme Hầu hết các vật liệu polyme không tuân theo định luật Hooke và cũng không phải là chất lỏng Newton lý tưởng mà thể hiện đồng thời cả tính đàn hồi và tính nhớt Khi polyme chịu ứng suất xoay chiều bên ngoài, cả phần đàn hồi và phần không đàn hồi đều phản ứng nhưng có sự lệch pha giữa biến dạng

và ứng suất δ (0 ° <δ <90 °) [61]

σ(t) = σ0 sinωt (1.3) ε(t) = ε0 sin(ωt - δ) (1.4) (ω là tần số góc, δ là góc pha, σ0 là đỉnh ứng suất và ε0 là đỉnh biến dạng)

Có thể thấy rằng khi polyme là một chất đàn hồi hoàn toàn, độ lệch pha δ

là 0 và phần mất công do ngoại lực thực hiện lúc này là 0 Khi polyme là một thể hoàn toàn dẻo thì độ lệch pha δ là π/2, lúc này toàn bộ công do ngoại lực thực hiện đều mất đi Do đó, khi polyme nằm giữa chất đàn hồi và thể nhớt,

nó có thể tích trữ năng lượng và mất năng lượng sau khi chịu tác động của ngoại lực và độ lệch pha δ càng lớn thì năng lượng mất đi càng nhiều [33]

Hình 1.6 Đường cong ứng suất - biến dạng của polyme

Đối với vật liệu polyme, các chuỗi phân tử cọ xát với nhau khi chúng chịu tác dụng của lực làm cho biến dạng trễ hơn ứng suất, dẫn đến các đường cong co giãn không nằm trên cùng một đường thẳng Nếu biến dạng hoàn toàn có thể theo kịp với sự thay đổi của ứng suất thì các đường cong co và dãn trùng nhau, là đường nét đứt OEB trong hình 1.6 Do tồn tại độ trễ nên tại cùng một điểm ứng suất, giá trị biến dạng trên đường cong co lớn hơn giá trị biến dạng cân bằng ứng với ứng suất đó và giá trị biến dạng trên đường cong kéo nhỏ hơn giá trị biến dạng cân bằng ứng với ứng suất đó, như hình 1.6 thể hiện, khi ứng suất σ1 cho trước thì có ε1'＜ ε1 ＜ ε1''

Trong quá trình kéo căng, ứng suất tác dụng lên cao su và một phần của

nó được sử dụng để cung cấp động năng cho chuyển động của chuỗi đại phân

tử Phần còn lại dùng để khắc phục lực cản nội ma sát giữa các phân đoạn chuỗi Trong quá trình co lại, cao su sẽ tác động ra bên ngoài và một phần của

nó được sử dụng để xoắn lại chuỗi đại phân tử bị kéo căng trong quá trình

kéo Phần còn lại dùng để khắc phục lực cản nội ma sát giữa các phân đoạn chuỗi Vì vậy, trong một chu kỳ co giãn hoàn chỉnh, Sự thay đổi cấu trúc phân đoạn chuỗi có thể được khôi phục hoàn toàn, không xảy ra tổn thất năng lượng, năng lượng bị mất đi được sử dụng để khắc phục lực cản nội ma sát giữa các phân đoạn chuỗi phân tử từ đó tạo ra nhiệt lượng và làm tiêu hao năng lượng chấn động cơ học

Khi bị kéo căng (đường cong OAB), ngoại lực làm thay đổi trạng thái ban đầu của chuỗi phân tử, tích trữ một phần năng lượng và cung cấp năng lượng cần thiết để thắng lực ma sát của chuỗi phân tử Khi co trở lại (đường cong BCD), vật liệu trở về trạng thái ban đầu, giải phóng thế năng đàn hồi dự trữ, đồng thời tiêu hao năng lượng để thắng lực ma sát giữa các phân đoạn chuỗi Vì vậy, trong cả quá trình cần phải vượt qua hai lần lực cản nội ma sát

và một lượng năng lượng đã được chuyển hóa thành nhiệt năng và tiêu hao [20],[25] Diện tích của vòng tròn trễ này tức là đường OABD chính là năng lượng tiêu thụ trong một chu kỳ và có thể được thể hiện như sau:

Sau khi tích phân đạt được: ∆𝑊 = 𝜋𝜎0𝜀0𝑠𝑖𝑛𝛿 (1.6)

Trong đó, δ ở phạm vi 0°< δ <90°, khi góc δ tăng lên làm cho độ trễ tăng lên,

do đó phần lớn các công được thực hiện bởi ngoại lực sẽ bị tiêu hao bởi ma sát, từ đó có thể chống rung và tiếng ồn và thể hiện hiệu quả chống rung tốt [20],[25]

Tại cùng một thời điểm, do tồn tại sự lệch pha giữa biến dạng và ứng suất, Theo định nghĩa của mô-đun, định nghĩa tỷ số giữa ứng suất đồng bộ

và biến dạng là 𝐸′, định nghĩa tỷ số giữa ứng suất và biến dạng với độ

lệch pha δ là 𝐸′′, từ đó có:

(1.7)

Biểu diễn bằng mô đun số phức là: 𝐸∗ = 𝐸′ + 𝑖𝐸′′ (1.8)

Trong đó, phần số thực 𝐸′ là mô đun lưu trữ Phần ảo 𝐸′′ được gọi là

mô-đun tổn hao

Tổn hao cơ học:

(1.9)

1.3.1.2 Thuộc tính pha mặt phân cách

Đối với polyme rắn, bề mặt và mặt phân cách chủ yếu được chia thành

ba loại, đó là bề mặt của vật liệu polyme tiếp xúc với không khí, bề mặt pha

giữa các thành phần của polyme blend và polyme với chất độn Các bề mặt

này tạo thành mặt phân cách phức hợp của vật liệu Trong đó, mặt phân cách

được tạo bởi bề mặt pha giữa các thành phần của polyme blend có ảnh hưởng

tương đối lớn đến tính năng của vật liệu Pha mặt phân cách thường có độ dày

nhất định Cấu trúc vi mô và tính chất của pha mặt phân cách chủ yếu phụ

thuộc vào kết cấu, tính chất của các thành phần và quá trình chế tạo vật liệu

Khi nền polyme có chứa chất độn, hiệu quả chống rung của nó không chỉ phụ

thuộc vào nền polyme mà còn phụ thuộc vào chất độn, chẳng hạn như kích

thước hạt, hình dạng, đặc tính chống rung của chất độn và đặc tính của mặt

phân cách [25],[37]

Nhiều nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, khi khả năng chống rung của polyme

nền không tốt, năng lượng tiêu hao ma sát của mặt phân cách có thể đóng góp

tương đối lớn vào khả năng chống rung Ngược lại, khi khả năng chống rung

của polyme nền lớn, hiệu ứng chống rung do ma sát tại mặt phân cách gây ra

không những không đáng kể mà thậm chí còn ảnh hưởng xấu đến hiệu suất

chống rung của vật liệu Quá trình tiêu hao năng lượng tại mặt phân cách giữa

các pha thành phần trong hỗn hợp vật liệu có tác động đến tính năng tổng thể của vật liệu chống rung và là một phương thức để điều chỉnh đặc tính chống rung của vật liệu [37]

1.3.1.3 Hiệu ứng liên kết hydro

Khi polyme chứa các liên kết hydro, việc phá vỡ các liên kết hydro dẫn đến tiêu tán năng lượng tương đối lớn, có lợi cho việc cải thiện hiệu quả chống rung Qua nghiên cứu nhận thấy khi thêm một lượng thích hợp các phân tử hữu cơ nhỏ vào một polyme có cực tính nhất định và bằng cách thay đổi các thông số trong quá trình chế tạo, có thể hình thành vật liệu có khả năng chống rung tốt Hiện tại, đa phần các nhà nghiên cứu cho rằng cơ chế chống rung bắt nguồn từ liên kết hydro được hình thành giữa chất nền polyme

và phân tử hữu cơ nhỏ do hiệu ứng lai hóa Liên kết hydro này có thể bị phá

vỡ ở nhiệt độ hoặc tần số thích hợp do đó gây ra tiêu hao năng lượng dao động Nguyên lý này khác với nguyên lý chống rung của vật liệu chống rung truyền thống chủ yếu phụ thuộc vào tính đàn hồi của polyme nền Vì vậy, có thể coi đây là một ý tưởng mới, một nguyên lý mới được đưa ra để cải thiện tính năng chống rung của vật liệu [74],[75]

1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống rung của vật liệu cao su

Các đặc tính chống rung của cao su bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bao gồm chủng loại cao su nền, chất lưu hóa, chất phụ gia, chất hóa dẻo, quá trình công nghệ và nhiều yếu tố khác

1.3.2.1 Ảnh hưởng của cấu trúc phân tử cao su

Ảnh hưởng của chủng loại cao su nền đến tính năng chống rung chủ yếu

là do ảnh hưởng của cấu trúc phân tử và cấu trúc hình thái Từ quan điểm về cấu trúc chuỗi phụ, tính linh hoạt của cấu trúc chuỗi phân tử khác nhau thì tính năng chống rung của vật liệu cũng sẽ khác nhau Thông thường, tính linh hoạt của phân tử càng tốt thì tính năng chống rung càng kém và ngược lại, tính linh hoạt càng kém thì tính năng chống rung càng tốt Do vậy, thông

thường khi có các nhóm chức thế trên chuỗi phân tử sẽ làm cho tính năng chống rung của vật liệu cao su tốt hơn so với không có nhóm thế Càng nhiều nhóm thế, độ phân cực càng mạnh, thể tích càng lớn và lực liên kết hyđro liên phân tử càng nhiều, lực tương tác giữa các phân tử càng mạnh thì năng lượng tiêu hao càng nhiều Bảng 1.3 trình bày giá trị tổn hao cơ học tanδ của một số loại cao su khác nhau [22],[23]

Bảng 1.3 Giá trị tổn hao cơ học tanδ của các loại cao su khác nhau

TT Loại cao su Tổn hao cơ học tanδ

1.3.2.2 Ảnh hưởng của sự lưu hóa

Lưu hóa là một quá trình hóa học, trong đó hợp chất cao su ban đầu chưa đóng rắn được chuyển thành một vật liệu bền hơn Trong quá trình lưu hóa,

độ đàn hồi tổng thể của cao su tăng lên do sự hình thành các liên kết hóa học giữa các chuỗi Quá trình này làm giảm độ trượt của chuỗi phân tử cao su và tạo ra một cấu trúc liên kết ba chiều Lưu hóa liên quan đến phản ứng của chất tạo liên kết chéo (thường là lưu huỳnh) tại các nguyên tử hydro allylic của chuỗi phân tử cis-polyisopren; nguyên tử hydro allylic là nguyên tử hydro được liên kết với nguyên tử cacbon bão hòa đầu tiên liền kề với liên kết đôi carbon-carbon Có nhiều nguyên tử hydro allylic được gọi là vị trí đóng rắn dọc theo chuỗi phân tử cis-polyisopren, nơi phản ứng có thể xảy

ra Hình 1.7 mô tả sự liên kết chéo lưu huỳnh của cis-polyisopren để sản xuất cao su lưu hóa

Hình 1.7 Quá trình lưu hóa của cis-polyisopren

Lưu huỳnh là chất lưu hóa được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp cao su Nó hiệu quả cho vật liệu đàn hồi có chứa các nối đôi chưa bão hòa Trong quá trình lưu hóa cấu trúc vòng 8 cạnh ban đầu của lưu huỳnh bị phá vỡ thành những phần nhỏ hơn với số lượng nguyên tử lưu huỳnh khác nhau Tại mỗi vị trí đóng rắn trên phân tử cao su, một hoặc nhiều nguyên tử lưu huỳnh có thể gắn vào và từ đó, một chuỗi lưu huỳnh có thể phát triển cho đến khi đạt được liên kết với một phân tử cao su khác Liên kết ngang ngắn

có khả năng chịu nhiệt rất tốt trong khi liên kết ngang dài dẫn đến hiệu suất động lực học rất tốt, rất hữu ích cho các sản phẩm cao su chống rung Nếu không có hiệu suất động lực học tốt, tải trọng theo chu kỳ sẽ dẫn đến hình thành các vết nứt và sản phẩm bị hỏng [29],[43]

Thông thường mô đun tĩnh, mô đun động và độ cứng của cao su tăng lên khi mật độ liên kết ngang tăng lên Khi đó đường cong tanδ-T của vật liệu cao

su di chuyển theo hướng nhiệt độ cao, nhiệt độ Tg tăng, chủ yếu là do mức độ

liên kết ngang tăng sẽ làm giảm độ linh động tương đối của các chuỗi phân tử Tuy nhiên, áp dụng phương pháp tăng mật độ liên kết ngang để tăng khả năng chống rung chỉ có hiệu quả trong phạm vi nhất định vì khi vượt ra khỏi phạm

vi này, sẽ làm cho mô đun lưu trữ của vật liệu cao su tăng lên, tổn thất cơ học gây ra bởi hiệu ứng trễ của chuyển động chuỗi phân tử ngược lại sẽ giảm cùng với sự giảm độ linh động của đại phân tử, dẫn đến giá trị đỉnh của tổn hao cơ học giảm xuống Khi độ liên kết ngang quá cao, các phân đoạn giữa các liên kết chéo ngắn hơn độ dài phân đoạn cần thiết cho quá trình thủy tinh hóa thì giai đoạn chuyển tiếp thủy tinh hóa biến mất và kết quả là vật liệu cao

su mất đi đặc tính chống rung

1.3.2.3 Ảnh hưởng của chất độn

Việc lựa chọn chất độn có ảnh hưởng quan trọng đến các đặc tính của vật liệu cao su Thông thường, ảnh hưởng của chất độn tới tính năng chống rung vật liệu chủ yếu ở ba khía cạnh: Thứ nhất, nội ma sát giữa các phân tử cao su

và các phân đoạn liên kết; Thứ hai, ma sát giữa các phân tử cao su và chất độn; Thứ ba, ma sát giữa chất độn và chất độn [17],[21] Do vật liệu nền cao

su chiếm tỷ lệ chủ yếu nên nhân tố ảnh hưởng thứ nhất có tác dụng rõ rệt nhất

Cần lưu ý rằng việc bổ sung quá nhiều chất độn sẽ làm cho mạng lưới cao su hình thành các điểm tập trung ứng suất, phá hủy cấu trúc bên trong của cao su lưu hóa làm đứt chuỗi phân tử và gây ra sự suy giảm các tính chất khác nhau của vật liệu trong đó có hiệu quả chống rung Ngoài ra, một lượng lớn chất độn sẽ làm tăng nhiệt do nội ma sát sinh ra và đẩy nhanh quá trình lão hóa nhiệt oxy hóa của vật liệu Do đó cần phải lựa chọn lượng chất độn và kích thước hạt của chất độn phù hợp

Một số chất độn chức năng như polyaniline, chì zirconate titanate cũng được dùng để chế tạo vật liệu gốm áp điện chống rung Cơ chế chống rung của dạng chất độn này là tiêu tán năng lượng dưới dạng nhiệt năng và năng lượng điện Việc sử dụng các chất độn vô cơ khác có cấu trúc đặc biệt như râu

đơn tinh thể, graphite trương nở… và các hạt nano với hiệu ứng kích thước và hiệu ứng nano đặc biệt vào mạng lưới polyme để chế tạo vật liệu chống rung cũng đã được nghiên cứu rộng rãi trong những năm gần đây

1.3.2.4 Ảnh hưởng của chất hóa dẻo

Việc bổ sung chất hóa dẻo vào nền cao su có thể làm suy yếu lực tương tác giữa các phân tử, tăng tính linh động của chuỗi phân tử và cải thiện tính lưu động trong quá trình gia công Thông thường, chất hóa dẻo được thêm vào vật liệu nền cao su và nếu hai chất này tương thích với nhau, giá trị đỉnh của tổn hao cơ học tanδ của vật liệu sẽ giảm xuống, nghĩa là khả năng chống rung của vật liệu giảm đi và nếu tính tương thích kém, nó có thể làm tăng giá trị tanδ và mở rộng phạm vi nhiệt độ chống rung hiệu quả Nguyên nhân được giải thích như sau: khi giữa hai chất có sự tương thích tốt, việc bổ sung chất hóa dẻo sẽ làm tăng thể tích tự do hữu hiệu của chuỗi phân tử cao su, tăng cường độ linh động của chuỗi phân tử đồng thời làm tăng khoảng cách giữa các chuỗi phân tử, làm suy yếu lực tương tác giữa các chuỗi phân tử [30] Các phân đoạn liên kết vận động sản sinh ra nội ma sát bị giảm và hiệu quả chống rung của vật liệu bị suy giảm Khi khả năng tương thích giữa hai chất này kém, việc bổ sung chất hóa dẻo ít ảnh hưởng đến tính linh động của các chuỗi phân tử nhưng nó sẽ làm giảm mô đun lưu trữ của vật liệu Dưới tác dụng chung của cả hai vật liệu giá trị tanδ của vật liệu cao su tăng lên và vùng chống rung được hình thành do sự chồng chất của hai pha vật liệu Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc thêm quá nhiều chất hóa dẻo sẽ lảnh hưởng rất xấu đến hiệu ứng giãn ứng suất và dão của vật liệu, đồng thời làm suy giảm rất nhiều đến các tính chất cơ học khác Vì vậy lượng chất hóa dẻo sử dụng cũng phải được lựa chọn cho phù hợp

1.3.2.5 Ảnh hưởng của điều kiện khai thác, sử dụng

Chuyển động chuỗi phân tử của vật liệu chống rung cao su phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường, điều kiện chịu tải trọng, nhiệt độ và tần số hoạt động Do vậy điều kiện sử dụng và các yếu tố nhiệt độ và tần số cũng sẽ