本發(fā)明涉及磁流變彈性體(magnetorheologicalelastomer)組合物。進(jìn)一步詳細(xì)而言，涉及在施加磁力時(shí)儲(chǔ)能模量(storagemodulus)的變化高的磁流變彈性體組合物、其制造方法及裝入有該組合物的振動(dòng)吸收裝置。

背景技術(shù)：

通過(guò)施加磁場(chǎng)而流變學(xué)特性發(fā)生變化的流體被稱為磁流變液(mr流體)，作為使微細(xì)的磁性體粉等磁活性粒子均勻地分散在液體中而得到的非膠體懸浮液而已知。mr流體可以用于以沖擊吸收、動(dòng)力傳遞、姿態(tài)控制為首的車輛等的離合器、阻尼器、吸震器或各種建造物用的減振支撐裝置、裝配機(jī)器人的肌肉部分、液體流量控制用閥門、各種音響裝置、醫(yī)療·福利用機(jī)器人手或護(hù)理手等。但是，mr流體的處理性不方便，近年來(lái)提出了處理性良好的mr彈性體。

專利文獻(xiàn)1中，提出了通過(guò)使坡莫合金(fe-ni合金)等磁性填料分散到粘彈性樹(shù)脂材料中并在模具內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)成形來(lái)得到磁場(chǎng)響應(yīng)性組合物。專利文獻(xiàn)2中，提出了使磁性填料分散到粘彈性樹(shù)脂材料中并在施加磁場(chǎng)的狀態(tài)下使其固化。專利文獻(xiàn)3中，提出了使磁性粒子在樹(shù)脂材料內(nèi)取向，專利文獻(xiàn)4中，提出了不使其取向。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2013-064441號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2013-181090號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2008-195826號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)2008-013631號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

但是，以往的磁流變組合物存在在施加磁力時(shí)儲(chǔ)能模量的變化仍然不充分這樣的問(wèn)題。

本發(fā)明為了解決上述以往的問(wèn)題，提供在施加磁力時(shí)儲(chǔ)能模量的變化高的磁流變彈性體組合物、其制造方法及裝入有該組合物的振動(dòng)吸收裝置。

用于解決問(wèn)題的方法

本發(fā)明的磁流變彈性體組合物的特征在于，其是包含基體樹(shù)脂和磁性粉的磁流變彈性體組合物，當(dāng)設(shè)上述組合物為100體積％時(shí)，上述磁性粉包含30～70體積％，上述磁流變彈性體組合物的日本橡膠協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格(sris0101)askerc硬度為5～60。

本發(fā)明的磁流變彈性體組合物的制造方法的特征在于，將下述組成的混合物固化，得到上述的磁流變彈性體組合物。

(a)基礎(chǔ)聚合物成分：1分子中含有平均兩個(gè)以上且鍵合在分子鏈兩末端的硅原子上的鏈烯基的直鏈狀有機(jī)聚硅氧烷；

(b)交聯(lián)成分：1分子中含有平均兩個(gè)以上的鍵合在硅原子上的氫原子的有機(jī)氫聚硅氧烷，相對(duì)于上述a成分中的硅原子鍵合鏈烯基1摩爾，為低于1摩爾的量；

(c)鉑系金屬催化劑：相對(duì)于a成分以重量單位計(jì)為0.01～1000ppm

(d)磁性粉：當(dāng)設(shè)有機(jī)聚硅氧烷為20～80體積％時(shí)，為20～80體積％(相對(duì)于有機(jī)聚硅氧烷100重量份為200～3000重量份)

本發(fā)明的振動(dòng)吸收裝置的特征在于，其是裝入有上述的磁流變彈性體組合物的振動(dòng)吸收裝置，將上述磁流變彈性體組合物配置在振動(dòng)部，利用施加磁力時(shí)的儲(chǔ)能模量的變化來(lái)吸收上述振動(dòng)部的振動(dòng)。

發(fā)明效果

本發(fā)明能夠提供在施加磁力時(shí)儲(chǔ)能模量的變化高的磁流變彈性體組合物。儲(chǔ)能模量的變化高是指振動(dòng)吸收或減振效果高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例中的磁流變彈性體組合物片材的示意性截面圖。

圖2是表示本發(fā)明的一實(shí)施例中的磁流變彈性體組合物片材的儲(chǔ)能模量的測(cè)定方法的說(shuō)明圖。

圖3是用于算出儲(chǔ)能模量的符號(hào)的說(shuō)明圖。

圖4是測(cè)定本發(fā)明的實(shí)施例4中得到的磁流變彈性體組合物的儲(chǔ)能模量和頻率的特性的曲線。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是包含基體樹(shù)脂和磁性粉的磁流變彈性體組合物。磁性粉有軟磁性金屬粉或氧化物磁性粉(鐵氧體粉)，作為軟磁性金屬粉，有fe-si合金、fe-al合金、fe-si-al合金(sendust，鐵硅鋁磁合金)、fe-si-cr合金、fe-ni合金(permalloy，坡莫合金)、fe-ni-co合金(mumetal，鎳鐵高導(dǎo)磁合金)、fe-ni-mo合金(supermalloy，鎳鉬鐵超導(dǎo)磁合金)、fe-co合金、fe-si-al-cr合金、fe-si-b合金、fe-si-co-b合金等鐵系的合金粉、或羰基鐵粉等，作為鐵氧體粉，有mn-zn鐵氧體、mn-mg-zn鐵氧體、mg-cu-zn鐵氧體、ni-zn鐵氧體、ni-cu-zn鐵氧體、cu-zn鐵氧體等尖晶石系鐵氧體、w型、y型、z型、m型等六方晶鐵氧體，但本發(fā)明中，優(yōu)選使用羰基鐵粉。

上述羰基鐵粉作為軟磁性鐵粉的一種、此外作為粉末工業(yè)制品，其自身是眾所周知的。羰基鐵粉是通過(guò)使羰基鐵(fe(co)5)氣化并分解而將co除去而得到的。該羰基鐵粉的平均粒徑優(yōu)選為2～10μm，進(jìn)一步優(yōu)選為2～8μm。粒徑的測(cè)定通過(guò)激光衍射光散射法，測(cè)定50質(zhì)量％粒徑。作為該測(cè)定器，例如有堀場(chǎng)制作所制社制的激光衍射/散射式粒子分布測(cè)定裝置la-950s2。

當(dāng)設(shè)上述組合物為100體積％時(shí)，上述磁性粉包含30～70體積％，更優(yōu)選包含35～70體積％。若為上述的范圍，則在施加磁力時(shí)，儲(chǔ)能模量的變化變得充分高。

作為基體樹(shù)脂，可以是熱固化性樹(shù)脂，也可以是熱塑性樹(shù)脂，還包含橡膠或彈性體。橡膠中，有天然橡膠(astm簡(jiǎn)稱nr)、異戊二烯橡膠(ir)、丁二烯橡膠(br)、1,2-聚丁二烯(1,2-br)、苯乙烯-丁二烯(sbr)、氯丁二烯橡膠(cr)、丁腈橡膠(nbr)、丁基橡膠(iir)、乙丙橡膠(epm、epdm)、氯磺化聚乙烯(csm)丙烯酸橡膠(acm、anm)、環(huán)氧氯丙烷橡膠(co，eco)多硫化橡膠(t)、硅橡膠、氟橡膠(fkm)、聚氨酯橡膠(u)等，但不限于這里所列舉的。也可以適用于熱塑性彈性體(tpe)。作為tpe，作為一個(gè)例子，可列舉出苯乙烯系tpe、烯烴系tpe、氯乙烯系tpe、氨基甲酸酯系tpe、酯系tpe、酰胺系tpe、氯化聚乙烯系tpe、順式-1,2-聚丁二烯系tpe、反式-1,4-聚異戊二烯系tpe、氟系tpe等。上述中，所謂“系”是指均聚物或共聚物等。硅橡膠的交聯(lián)可以是加成反應(yīng)，也可以是過(guò)氧化物反應(yīng)。以下，以利用加成反應(yīng)的交聯(lián)進(jìn)行說(shuō)明。

上述基體樹(shù)脂優(yōu)選為有機(jī)聚硅氧烷。這是由于有機(jī)聚硅氧烷的耐熱性高、加工性也好。以有機(jī)聚硅氧烷作為基體的組合物可以是橡膠、橡膠片材、膩?zhàn)?、?rùn)滑脂等任意的物質(zhì)。

上述磁流變彈性體組合物以日本橡膠協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格(sris0101)askerc硬度計(jì)為5～60，更優(yōu)選以askerc硬度計(jì)為20～50。若硬度為上述的范圍，則成為在施加磁力時(shí)儲(chǔ)能模量的變化高的磁流變彈性體組合物。本發(fā)明的磁流變彈性體組合物在施加0.2t的磁通密度的磁力時(shí)，儲(chǔ)能模量?jī)?yōu)選發(fā)生5倍以上變化，進(jìn)一步優(yōu)選為9倍以上。若為上述的儲(chǔ)能模量的變化，則是實(shí)用的。

當(dāng)基體樹(shù)脂為有機(jī)聚硅氧烷時(shí)，優(yōu)選將下述組成的混合物固化而得到。

(a)基礎(chǔ)聚合物成分：1分子中含有平均兩個(gè)以上且鍵合在分子鏈兩末端的硅原子上的鏈烯基的直鏈狀有機(jī)聚硅氧烷；

(b)交聯(lián)成分：1分子中含有平均兩個(gè)以上的鍵合在硅原子上的氫原子的有機(jī)氫聚硅氧烷，相對(duì)于上述a成分中的硅原子鍵合鏈烯基1摩爾，為低于1摩爾的量

(c)鉑系金屬催化劑：相對(duì)于a成分以重量單位計(jì)為0.01～1000ppm

(d)磁性粉：當(dāng)設(shè)有機(jī)聚硅氧烷為20～80體積％時(shí)，為20～80體積％(相對(duì)于有機(jī)聚硅氧烷100重量份為200～3000重量份)

(e)無(wú)機(jī)粒子顏料：相對(duì)于基體樹(shù)脂100重量份為0.1～10重量份

(1)基礎(chǔ)聚合物成分(a成分)

基礎(chǔ)聚合物成分(a成分)為一分子中含有兩個(gè)以上的鍵合在硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷，含有兩個(gè)鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷為本發(fā)明的硅橡膠組合物中的主劑(基礎(chǔ)聚合物成分)。該有機(jī)聚硅氧烷中，作為鏈烯基，在一分子中具有兩個(gè)乙烯基、烯丙基等碳原子數(shù)為2～8、特別是2～6的鍵合在硅原子上的鏈烯基。粘度在25℃下為10～1000000mpa·s、特別是為100～100000mpa·s從操作性、固化性等出發(fā)是優(yōu)選的。

具體而言，使用下述通式(化學(xué)式1)所表示的1分子中含有平均兩個(gè)以上且鍵合在分子鏈末端的硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷。側(cè)鏈為被三有機(jī)硅烷氧基封鏈的直鏈狀有機(jī)聚硅氧烷。25℃下的粘度為10～1000000mpa·s的有機(jī)聚硅氧烷從操作性、固化性等出發(fā)是優(yōu)選的。另外，該直鏈狀有機(jī)聚硅氧烷也可以是分子鏈中含有少量的支鏈狀結(jié)構(gòu)(三官能性硅氧烷單元)的有機(jī)聚硅氧烷。

[化學(xué)式1]

式中，r¹為彼此相同或不同種類的不具有脂肪族不飽和鍵的無(wú)取代或取代一價(jià)烴基，r²為鏈烯基，k為0或正的整數(shù)。其中，作為r¹的不具有脂肪族不飽和鍵的無(wú)取代或取代的一價(jià)烴基，例如優(yōu)選碳原子數(shù)為1～10、特別是1～6的一價(jià)烴基，具體而言，可列舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、環(huán)己基、辛基、壬基、癸基等烷基、苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基、芐基、苯基乙基、苯基丙基等芳烷基、以及將這些基團(tuán)的氫原子的一部分或全部用氟、溴、氯等鹵素原子、氰基等取代而得到的基團(tuán)、例如氯甲基、氯丙基、溴乙基、三氟丙基等鹵代烷基、氰乙基等。作為r²的鏈烯基，例如優(yōu)選碳原子數(shù)為2～6、特別是2～3的鏈烯基，具體而言，可列舉出乙烯基、烯丙基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、異丁烯基、己烯基、環(huán)己烯基等，優(yōu)選為乙烯基。通式(1)中，k一般為滿足0≤k≤10000的0或正的整數(shù)，優(yōu)選為滿足5≤k≤2000、更優(yōu)選滿足10≤k≤1200的整數(shù)。

作為a成分的有機(jī)聚硅氧烷，也可以將一分子中具有3個(gè)以上、通常3～30個(gè)、優(yōu)選3～20個(gè)左右的例如乙烯基、烯丙基等碳原子數(shù)為2～8、特別是2～6的鍵合在硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷并用。分子結(jié)構(gòu)可以是直鏈狀、環(huán)狀、支鏈狀、三維網(wǎng)狀中的任一種分子結(jié)構(gòu)。優(yōu)選為主鏈由重復(fù)的二有機(jī)硅氧烷單元構(gòu)成、分子鏈兩末端被三有機(jī)硅烷氧基封鏈的25℃下的粘度為10～1000000mpa·s、特別是100～100000mpa·s的直鏈狀有機(jī)聚硅氧烷。

鏈烯基只要鍵合在分子的某一部分上即可。例如也可以包含鍵合在分子鏈末端、或分子鏈非末端(分子鏈途中)的硅原子上的鏈烯基。其中，下述通式(化學(xué)式2)所表示的在分子鏈兩末端的硅原子上分別具有1～3個(gè)的鏈烯基(其中，在鍵合在該分子鏈末端的硅原子上的鏈烯基在兩末端合計(jì)低于3個(gè)的情況下，具有至少1個(gè)鍵合在分子鏈非末端(分子鏈途中)的硅原子上的鏈烯基(例如作為二有機(jī)硅氧烷單元中的取代基))的直鏈狀有機(jī)聚硅氧烷、且如上面也描述的那樣25℃下的粘度為10～1,000,000mpa·s的有機(jī)聚硅氧烷從操作性、固化性等出發(fā)是優(yōu)選的。另外，該直鏈狀有機(jī)聚硅氧烷也可以是分子鏈中含有少量的支鏈狀結(jié)構(gòu)(三官能性硅氧烷單元)的有機(jī)聚硅氧烷。

[化學(xué)式2]

式中，r³為彼此相同或不同種類的無(wú)取代或取代一價(jià)烴基，至少1個(gè)為鏈烯基。r⁴為彼此相同或不同種類的不具有脂肪族不飽和鍵的無(wú)取代或取代一價(jià)烴基，r⁵為鏈烯基，l、m為0或正的整數(shù)。其中，作為r³的一價(jià)烴基，優(yōu)選碳原子數(shù)為1～10、特別是1～6的烴基，具體而言，可列舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、環(huán)己基、辛基、壬基、癸基等烷基、苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基、芐基、苯基乙基、苯基丙基等芳烷基、乙烯基、烯丙基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、己烯基、環(huán)己烯基、辛烯基等鏈烯基、或?qū)⑦@些基團(tuán)的氫原子的一部分或全部用氟、溴、氯等鹵素原子、氰基等取代而得到的基團(tuán)、例如氯甲基、氯丙基、溴乙基、三氟丙基等鹵代烷基或氰乙基等。

此外，作為r⁴的一價(jià)烴基，也優(yōu)選碳原子數(shù)為1～10、特別是1～6的一價(jià)烴基，可例示出與上述r¹的具體例子相同的一價(jià)烴基，但是不包含鏈烯基。作為r⁵的鏈烯基，優(yōu)選例如碳原子數(shù)為2～6、特別是碳原子數(shù)為2～3的鏈烯基，具體而言，可例示出與上述式(化學(xué)式1)的r²相同的鏈烯基，優(yōu)選為乙烯基。

l、m一般為滿足0<l+m≤10000的0或正的整數(shù)，優(yōu)選為滿足5≤l+m≤2000、更優(yōu)選10≤l+m≤1200、且0<l/(l+m)≤0.2、優(yōu)選0.0011≤l/(l+m)≤0.1的整數(shù)。

(2)交聯(lián)成分(b成分)

本發(fā)明的b成分的有機(jī)氫聚硅氧烷為作為交聯(lián)劑起作用的成分，為通過(guò)該成分中的sih基與a成分中的鏈烯基進(jìn)行加成反應(yīng)(氫硅化)而形成固化物的成分。所述有機(jī)氫聚硅氧烷只要是一分子中具有兩個(gè)以上的鍵合在硅原子上的氫原子(即、sih基)，則可以是任一種有機(jī)氫聚硅氧烷，該有機(jī)氫聚硅氧烷的分子結(jié)構(gòu)可以是直鏈狀、環(huán)狀、支鏈狀、三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的任一種，但可以使用一分子中的硅原子的數(shù)目(即聚合度)為2～1000、特別是2～300左右的有機(jī)氫聚硅氧烷。

氫原子所鍵合的硅原子的位置沒(méi)有特別限制，可以是分子鏈的末端，也可以是非末端(途中)。此外，作為除氫原子以外的鍵合在硅原子上的有機(jī)基團(tuán)，可列舉出與上述通式(化學(xué)式1)的r¹相同的不具有脂肪族不飽和鍵的無(wú)取代或取代一價(jià)烴基。

作為b成分的有機(jī)氫聚硅氧烷，可例示出下述結(jié)構(gòu)的有機(jī)氫聚硅氧烷。

[化學(xué)式3]

[化學(xué)式4]

[化學(xué)式5]

上述的式中，ph為包含苯基、環(huán)氧基、丙烯?；?、甲基丙烯?；?、烷氧基中的至少一種的有機(jī)基團(tuán)。l為0～1,000的整數(shù)、特別是0～300的整數(shù)，m為1～200的整數(shù)。)

(3)催化劑成分(c成分)

c成分的催化劑成分為促進(jìn)本組合物的固化的成分。作為c成分，可以使用作為用于氫硅化反應(yīng)的催化劑而周知的催化劑?？闪信e出例如鉑黑、氯化鉑、氯化鉑酸、氯化鉑酸與一元醇的反應(yīng)產(chǎn)物、氯化鉑酸與烯烴類或乙烯基硅氧烷的絡(luò)合物、雙乙酰乙酸鉑等鉑系催化劑、鈀系催化劑、銠系催化劑等鉑族金屬催化劑。c成分的配合量只要是固化所需要的量即可，可以根據(jù)所期望的固化速度等而適當(dāng)調(diào)整。相對(duì)于a成分，以金屬原子重量計(jì)添加0.01～1000ppm。

(4)磁性粉(d成分)

上述磁性粉優(yōu)選通過(guò)烷氧基硅烷或鈦酸烷基酯進(jìn)行表面處理。若進(jìn)行了該表面處理，則在硅橡膠的情況下，能夠防止固化阻礙。上述烷氧基硅烷優(yōu)選r(ch3)asi(or’)3-a(r為碳原子數(shù)為1～20的烷基，r’為碳原子數(shù)為1～4的烷基，a為0或1)所表示的硅烷化合物、或其部分水解物。r(ch3)asi(or’)3-a(r為碳原子數(shù)為1～20的烷基，r’為碳原子數(shù)為1～4的烷基，a為0或1)所表示的烷氧基硅烷化合物(以下簡(jiǎn)稱為“硅烷”)作為一個(gè)例子，有甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、戊基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、六(十二烷基)三甲氧基硅烷、六(十二烷基)三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷等硅烷化合物。上述硅烷化合物可以使用一種或?qū)煞N以上混合使用。作為表面處理劑，也可以將烷氧基硅烷與單末端硅烷醇硅氧烷并用。這里所謂的表面處理，除了共價(jià)鍵合以外，還包含吸附等。

(5)其他的成分(e成分)

本發(fā)明的組合物中，根據(jù)需要可以配合除上述以外的成分。例如也可以添加氧化鐵紅等無(wú)機(jī)顏料、出于填料的表面處理等目的而添加的烷基三烷氧基硅烷等。作為出于填料表面處理等目的而添加的材料，也可以添加含烷氧基的硅酮。

本發(fā)明的振動(dòng)吸收裝置為裝入有上述的磁流變彈性體組合物的振動(dòng)吸收裝置，是將上述磁流變彈性體組合物配置在振動(dòng)部，利用施加磁力時(shí)的儲(chǔ)能模量的變化來(lái)吸收上述振動(dòng)部的振動(dòng)的裝置。上述振動(dòng)部?jī)?yōu)選為選自沖擊部、動(dòng)力傳遞部、姿態(tài)控制部、車輛的離合器、車輛的阻尼器、車輛的吸震器、建造物用的減振支撐裝置、裝配機(jī)器人的肌肉部分、液體流量控制用閥門、音響裝置、醫(yī)療·福利用機(jī)器人手及護(hù)理手中的至少一種的振動(dòng)部。對(duì)于具體的裝置，以圖2-3進(jìn)行說(shuō)明。

以下通過(guò)附圖進(jìn)行說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例中的磁流變彈性體組合物片材的示意性截面圖。該磁流變彈性體組合物片材10在基體樹(shù)脂12中分散有磁性粉11。

參照?qǐng)D2對(duì)儲(chǔ)能模量的測(cè)定方法進(jìn)行說(shuō)明。該儲(chǔ)能模量測(cè)定裝置20包含產(chǎn)生對(duì)線圈部22施加的電流的直流穩(wěn)定化電源21、用于產(chǎn)生磁場(chǎng)并在鐵心23、24及mre25a、25b內(nèi)形成閉合磁路的磁力線圈22，和作為相對(duì)于mre25a、25b截面以直角插通的磁感應(yīng)線的巡回路徑的上部側(cè)鐵心23。該上部側(cè)鐵心23還兼具作為粘彈性評(píng)價(jià)式中的1自由度振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量的作用。下部側(cè)鐵心24與23同樣為磁感應(yīng)線的巡回路徑。mre25a、25b為作為1自由度振動(dòng)系統(tǒng)中的粘彈性要素的mre(測(cè)定樣品)，假定伴隨上部側(cè)鐵心23和下部側(cè)鐵心24相對(duì)地向圖的左右方向(剪切方向)位移的該方向的變形，評(píng)價(jià)其粘彈性。加速度計(jì)26a計(jì)測(cè)上部鐵心23中產(chǎn)生的水平方向的加速度。加速度計(jì)26b計(jì)測(cè)下部鐵心24中產(chǎn)生的水平方向的加速度(振動(dòng)輸入加速度)。水平勵(lì)振臺(tái)27與下部鐵心24結(jié)合，限制該鐵心的上下方向位移，對(duì)該鐵心沿水平方向進(jìn)行勵(lì)振。電磁勵(lì)振器28與水平勵(lì)振臺(tái)27結(jié)合，使該勵(lì)振臺(tái)沿水平方向移動(dòng)。電力放大器29對(duì)電磁勵(lì)振器28供給電力。信號(hào)分析器30將加速度計(jì)26a、26b中檢測(cè)出的加速度信號(hào)在頻率區(qū)域上進(jìn)行傳遞函數(shù)處理。信號(hào)放大器31將來(lái)自加速度計(jì)26a、26b的電壓信號(hào)放大。

該儲(chǔ)能模量測(cè)定裝置20中，將載置于水平勵(lì)振臺(tái)27上的線圈22、上部鐵心23、下部鐵心24及mre(測(cè)定樣品)25a、25b中的線圈22和上部鐵心23合在一起的物質(zhì)視為質(zhì)量，將mre(測(cè)定樣品：彈性體)25a和25b視為2個(gè)并列彈簧要素，由這些質(zhì)量和彈簧要素構(gòu)成的1自由度振動(dòng)系統(tǒng)在基礎(chǔ)部(水平勵(lì)振臺(tái)27)中受到位移勵(lì)振，沿水平方向進(jìn)行振動(dòng)。位移勵(lì)振通過(guò)與水平勵(lì)振臺(tái)27連結(jié)的電磁勵(lì)振器28而生成。通過(guò)安裝于基礎(chǔ)部上的加速度計(jì)26b及安裝于質(zhì)量上的加速度計(jì)26a，同時(shí)計(jì)測(cè)兩者的加速度，利用信號(hào)分析器30的演算功能，在頻率區(qū)域中求出兩者的加速度傳遞函數(shù)。作為粘彈性的指標(biāo)，采用復(fù)數(shù)彈簧系數(shù)，使用所得到的傳遞函數(shù)，按照下述的理論求出復(fù)數(shù)彈簧系數(shù)。將質(zhì)量設(shè)為m，將質(zhì)量的絕對(duì)位移設(shè)為x，將水平勵(lì)振臺(tái)的位移設(shè)為u，將mre的復(fù)數(shù)彈簧常數(shù)設(shè)為k*。受到位移勵(lì)振而振動(dòng)的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式如下面的數(shù)學(xué)式(數(shù)學(xué)式1)那樣表示。

[數(shù)學(xué)式1]

其中，考慮頻率依賴性，如下面的數(shù)學(xué)式(數(shù)學(xué)式2)那樣定義復(fù)數(shù)彈簧常數(shù)k*。

[數(shù)學(xué)式2]

k^*(ω)＝k'(ω){1+jη(ω)}(2)

在式(2)中，k’(ω)為彈簧常數(shù)，η(ω)為損失系數(shù)，ω為角振動(dòng)頻率。此外，j表示虛數(shù)單位。接著，若將式(1)進(jìn)行拉普拉斯變換，求出響應(yīng)位移x(s)相對(duì)于位移輸入u(s)的傳遞函數(shù)g(s)＝x/u，則得到下式(數(shù)學(xué)式3)。

[數(shù)學(xué)式3]

進(jìn)而，若將式(3)中置換成s＝j(luò)ω，代入復(fù)數(shù)彈簧常數(shù)的定義式(2)，則頻率區(qū)域中的傳遞函數(shù)g(jω)如下面那樣求出。

[數(shù)學(xué)式4]

其中，若將作為實(shí)測(cè)值得到的加速度傳遞函數(shù)的實(shí)部及虛部分別設(shè)為gr、gi，則傳遞函數(shù)可以如g(jω)＝gr+jgi那樣表示。認(rèn)為gr、gi與式(4)的實(shí)部及虛部相等，通過(guò)將它們進(jìn)行等值，從而彈簧常數(shù)k’(ω)和損失系數(shù)η(ω)由實(shí)測(cè)值使用下式(數(shù)學(xué)式5～6)而計(jì)算。

[數(shù)學(xué)式5]

[數(shù)學(xué)式6]

接著，參照?qǐng)D3，示出由彈簧常數(shù)k’(ω)算出儲(chǔ)能模量e’(ω)的方法?，F(xiàn)在，粘彈性體設(shè)為長(zhǎng)方體形狀，將其厚度設(shè)為t，寬度設(shè)為b，長(zhǎng)度設(shè)為a。關(guān)于粘彈性體，使下表面被約束，其上表面受到外力f的作用，使其沿水平方向僅位移d。

首先，在載荷f與變形量d之間成立下面的關(guān)系。

[數(shù)學(xué)式7]

f＝k'd(7)

另外，表示頻率依賴性的ω的符號(hào)省略。接著，將式(7)的關(guān)系轉(zhuǎn)換成彈性體中產(chǎn)生的剪切應(yīng)力τ與剪切應(yīng)變?chǔ)玫年P(guān)系。在τ與γ之間，使用儲(chǔ)能模量e’成立下式的關(guān)系。

[數(shù)學(xué)式8]

τ＝e'γ(8)

其中，τ、γ分別使用圖3的符號(hào)如下面那樣表示。

[數(shù)學(xué)式9]

[數(shù)學(xué)式10]

γ＝d/t(10)

通過(guò)將式(7)代入到式(9)中而消去f，進(jìn)而將式(9)、(10)代入到式(8)中，從而e’如以下那樣寫出來(lái)。

[數(shù)學(xué)式11]

進(jìn)而，損失彈性模量e”可以使用儲(chǔ)能模量e’、損失系數(shù)η如下面那樣計(jì)算。

[數(shù)學(xué)式12]

e″＝ηe'(12)

為了調(diào)查mre粘彈性的磁場(chǎng)依賴性，一邊使由直流穩(wěn)定化電源21對(duì)線圈22施加的電流在0～2a(以磁通密度計(jì)相當(dāng)于0～200mt)階段性地變化，一邊計(jì)測(cè)隨機(jī)位移勵(lì)振時(shí)的加速度傳遞函數(shù)，相對(duì)于各個(gè)恒電流值使用式(5)及(6)算出彈簧常數(shù)及損失系數(shù)。

[實(shí)施例]

以下使用實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明并不限定于實(shí)施例。

<硬度>

測(cè)定日本橡膠協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格(sris0101)中規(guī)定的askerc硬度。

<儲(chǔ)能模量>

儲(chǔ)能模量如圖2及圖3和使用了上述的圖2及圖3的說(shuō)明文那樣進(jìn)行測(cè)定及計(jì)算。另外，圖2及圖3和使用了上述的圖2及圖3的說(shuō)明文不僅是儲(chǔ)能模量的測(cè)定，還成為本發(fā)明的振動(dòng)吸收裝置的一個(gè)實(shí)施例。

(實(shí)施例1～4)

1.材料成分

(1)硅酮成分

作為硅酮成分，使用了二液室溫固化硅橡膠。另外，在二液rtv中，預(yù)先添加了基礎(chǔ)聚合物成分(a成分)和交聯(lián)成分(b成分)和鉑系金屬催化劑(c成分)。

(2)磁性粉

實(shí)施例1：以50體積％的比例添加下述記載的硅烷處理后的平均粒徑為10.5μm的坡莫合金(50fe-50ni)，并均勻地混合。

實(shí)施例2：除了以平均粒徑為3.9-5.0μm的羰基鐵粉來(lái)代替坡莫合金以外，與實(shí)施例1同樣。

比較例1：除了以平均粒徑為10.8μm的鐵氧體(mn-zn系鐵)來(lái)代替坡莫合金以外，與實(shí)施例1同樣。

比較例2：除了以平均粒徑為30.1μm的鐵氧體(ni-zn系鐵)來(lái)代替坡莫合金以外，與實(shí)施例1同樣。

(3)硅烷處理

在上述磁性粉中以1質(zhì)量％的比例添加硅烷偶聯(lián)劑，攪拌至變得均勻。將攪拌后的磁性粉在托盤等上均勻地展開(kāi)，在100℃下干燥2小時(shí)。

2.片材成形加工方法

在經(jīng)脫模處理的聚酯膜上放置厚度為3mm的金屬框并澆注混合物，載置另一張經(jīng)脫模處理的聚酯膜。將其以5mpa的壓力進(jìn)行120℃、10分鐘固化，成形厚度為3.0mm的硅橡膠片材。所得到的硅橡膠片材的物性統(tǒng)一示于表1中。

[表1]

由表1獲知，羰基鐵的粘彈性變化最大。

(實(shí)施例3～6、比較例3～4)

作為磁性粉體，使用平均粒徑為3.9-5.0μm的羰基鐵粉，如表2中所示的那樣改變添加量而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其他的條件與實(shí)施例1同樣。結(jié)果也一并統(tǒng)一示于表2中。

[表2]

由表2推測(cè)，儲(chǔ)能模量的變化依賴于硬度和羰基鐵粉的含量。另外，羰基鐵粉為60體積％時(shí)，硬度上升，儲(chǔ)能模量的變化降低。羰基鐵為80體積％時(shí)，成型時(shí)的流動(dòng)性差且無(wú)法成型。

圖4是實(shí)施例4中得到的磁流變彈性體組合物的儲(chǔ)能模量的頻率特性測(cè)定曲線。

(實(shí)施例7～11、比較例5)

作為磁性粉體，使用平均粒徑為3.9-5.0μm的羰基鐵粉，操作硫化劑的添加量而改變橡膠硬度，除此以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將條件和結(jié)果統(tǒng)一示于表3中。

[表3]

由表3獲知，當(dāng)羰基鐵為50體積％、askerc硬度為10～52時(shí)，在磁場(chǎng)施加時(shí)，儲(chǔ)能模量的變化有5倍以上。當(dāng)askerc硬度為69時(shí)，在磁場(chǎng)施加時(shí)，儲(chǔ)能模量的變化低于5倍。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的磁流變彈性體組合物可以適用于片材、桿、擠出成型品、模具成形品、膩?zhàn)硬牧霞八鼈兊膹?fù)合品等各種形態(tài)的制品。

符號(hào)的說(shuō)明

10磁流變彈性體組合物片材

11磁性粉

12基體樹(shù)脂

20儲(chǔ)能模量測(cè)定裝置

21直流穩(wěn)定化電源

22磁力線圈

23上部側(cè)鐵心

24下部側(cè)鐵心

25a、25bmre(測(cè)定樣品)

26a、26b加速度計(jì)

27水平勵(lì)振臺(tái)

28電磁勵(lì)振器

29電力放大器

30信號(hào)分析器

31信號(hào)放大器