能量转化组合物 【技术领域】
本发明涉及各种能量转化组合物，它能够有效地吸收和阻尼(damp)动能、热能、光能、和/或电能等多种能量。
技术背景
混入增塑剂的软质聚氯乙烯树脂，就是一种普通的振动阻尼材料。
这种软质聚氯乙烯树脂，可阻尼在其表面和/或在树脂内部振动能，通过把振动能转化为摩擦热的方式。然而，阻尼是非常有限的。
日本公开特许公报No.5-332047揭示了一种能在一定程度上吸收或阻尼振动能的液体材料。这种液体材料或粘稠液体是以乙二醇作为主要成分。振动能或地震能，在粘稠液体内部产生电场，改变了这种流体的粘度，试图有效地阻尼动能。
为了有效地阻尼例如由大地震造成的巨大的地震能，就需大量的液体材料。这种液体材料，由于逐渐被氧化，其阻尼性能经过一定时间之后，会有所降低。需要定期更新。因此，迫切需要一种能够长期有效地阻尼地震能或振动能而无需更新的材料。
众所周知，有一种含有玻璃棉的吸声(或噪声)材料。当声音撞击到玻璃棉表面并从中穿过时，被转化成摩擦热，从而使声能得到耗散。
然而，这种玻璃棉吸声材料，需要做的比较厚，才能具有较好的吸声效果。这种吸声材料不能有效地吸收1,000Hz以下的声音，低于500Hz的声音，这种材料则不起作用。
有一种冲击吸收或阻尼材料。日本公开特许公报No.6-3000071揭示了一种冲击吸收材料，它包括分散在泡沫聚合物中的短纤维，泡沫材料整体组织逐渐压缩变形，可以阻尼作用于其表面的冲击能。分散于泡沫材料中的短纤维，则起着物理粘合作用，使这种吸声材料具有较高的抗张强度，以防开裂。
然而这种冲击吸收材料，需要具有一定的厚度和体积，才能发挥出明显的冲击阻尼效果。因此，如果没有足够地空间来放置的话，这种冲击吸收材料，使用起来则很不方便。
日本公开特许公报揭示了一种电磁屏蔽材料，这种材料能够在一定程度上吸收电磁能。该材料含有能够吸收或阻尼紫外线的化合物，这些化合物通过自身分子的激发，再把射线的能量转化成热能，从而吸收波长在250-400nM的紫外线。
这种材料只有在10-20mm厚的情况下，才具有充足的吸收紫外线的能力。板材的厚度影响了它的透光性。人们迫切需要一种薄而且电磁屏蔽效果好的材料。
丁基橡胶或NBR一般用作振动阻尼材料。这种橡胶价廉、易加工并且也结实。
在高聚物中，这种橡胶材料表现出的振动阻尼性能是很好的。然而，橡胶单独使用，它的阻尼能力也是有限的。因此，按常规把金属片或芯或油阻尼器混合到橡胶型振动阻尼材料中，这种材料制造工艺复杂，而且成本也高。
因此，迫切需要一种振动阻尼材料，该材料自身就具有极高的振动吸收或阻尼能力。
作为执行元件或点式打印机构件使用的陶瓷材料具有电能转化的功能。这种普通的陶瓷材料有压电效应，但极其微弱。需要一种改良的电能转化材料。
日本公开特许公报No.5-5215揭示了一种吸热的纤维材料。这种材料是一种聚合物，它含有直链脂肪酸和直链脂肪醇两种结构，例如聚己二酸乙二醇酯，聚己二酸戊二醇酯，或聚戊二酸丁二醇酯。这种聚合物熔化时，吸收热量并提供热阻尼，但是要提供足够强的吸热能力，就需要大量的聚合物。
以乙二醇为主要成份的粘稠液料是一种高潜热介质，用作传导冷却剂、发动机冷却剂和模(型)冷却剂。下列方程给出了这种液体的冷却性能。
(ΔH-RT)/V=(SP)2
ΔH：潜热，SP:SP值(溶度参数)
SP值是分子极性的指示，随着偶极矩的增加而加大。水具有最大的SP值。然而，由于水往往会腐蚀金属，所以没有实用价值。乙二醇具有极佳的防蚀性能，可是潜热性又不强。
如上所述，普通的能量转化(阻尼)材料或组合物，阻尼效能偏低，或者是需要相当大的体积，而且又比较厚的情况下，才能具有满意的阻尼效果。
本发明人，经过长期对能量转化组合物的研究发现，组合物偶极矩的量或大小，直接和它的能量吸收/转化/阻尼能力有关。
本发明人还发现，组合物的介电损耗因子，与它的能量吸收/转化/阻尼能力有关。
因此，本发明的目的在于提供一种能量转化组合物，它具有极强的改进的吸收/转化或阻尼能量如动能、热能、光能和/或电能的能力。本发明的另外一个目的是提供一种能量转化/阻尼组合物，该组合物用量极少或极薄，就具有非常强的能量转化能力。
本发明的公开
根据本发明，一种能量转化组合物可以制成，但不限于，无约束的或约束(受限)的振动阻尼板、涂料、纸、沥青材料(用于汽车地板)，或者是一种振动阻尼材料，用于沥青铺路(无噪声路)，或者是吸声(或噪声)材料，用于具有吸声功能的板材、纤维、泡沫材料、薄膜或模制品，或者是冲击吸收材料，用于运动鞋根、防护装置、安全帽、石膏绷带、衬垫、支架、手柄和自行车或摩托车的车座、前叉、网球拍的柄或羽毛球拍，棒球三角网衣或高尔夫球杆、紧固带、锤柄、滑板、火炮座、肩垫或防弹夹克，或用作地震阻尼的橡胶或模制品的防震橡胶材料，或用作X-射线或紫外线屏蔽板的电磁波屏蔽材料，或者是用作马达或点式打印机元件的执行元件材料(压电材料)，或者是用作吸热纤维或吸热片的吸热材料，或者是用作地震阻尼装置的粘稠液体，或者是用作发动机座液体的极性液体，振动吸收油、输电装置冷却液、发动机冷却液、地板加热介质或用作太阳能加热装置的极性液体。
根据本发明的能量转化组合物，其特征是基体材料中含有偶极矩促进剂或活化剂，它能增加或提高基体材料的偶极矩。
这种基体材料可以是，但不限于，聚合物材料，例如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶以及其混合物，其中聚氯乙烯由于其加工性和成本低是优选的。
当这种能量转化组合物，制成吸(噪)声或吸收冲击材料、电磁屏蔽材料，吸热材料或极性材料时，它的基体材料还可以是聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚亚乙烯基、聚丙烯腈、聚乙烯醇或纤维素。尤其是制成吸声材料时，还可在基体材料中加入发泡剂，使其成为具有孔隙的材料，改善其声音阻尼效果。
如果这种组合物制成振动阻尼橡胶材料，其基体材料可以是丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶、天然橡胶(NR)、或异戊二烯橡胶。如果这种组合物是用作极性液体时，基体材料可以是乙二醇或水。
云母片、玻璃片、碳纤维、碳酸钙、重晶石、沉淀硫酸钡、防蚀剂、染料、抗氧剂、防静电剂、稳定剂或润湿剂等以上成分，如果需要，也可有选择地加入到基体材料中去。
当振动、声音、冲击、电、压力、光或热能作用到这些基体材料上时，如图1所示，基体材料11中的偶极子移位，成为图2所示的状态。基体材料11中的偶极子12的这种移位，可能是基体材料11中相的转动和变换引起的。
基体材料11中偶极子12，在能量施加之前，如图1所示处于稳态。当能量施加到基体材料上，基体材料11中的偶极子1 2移位(displace)成为非稳态。然后，它们立即复原到如图1所示的稳态。
偶极子在移位和复原的过程中，消耗了能量，使得噪声、冲击、振动、电磁波或热等能量受到阻尼。
吸收/阻尼能量的机理，涉及基体材料11中偶极矩的大小。如果基体材料11中的偶极矩愈大，那么基体材料11吸收能量的效果就愈好。
基体材料中的偶极矩的大小，取决于所使用的基体材料的品种。即使基体材料相同，基体材料中偶极矩的大小，还会随着工作温度的不同而发生变化。施加到基体材料上特定能量的类型和量值，也会对偶极矩的大小产生影响。因此，为了获得尽可能大的偶极矩，在对工作温度和所施加的能量类型和量值考虑之后，应对基体材料的品种加以精心选择。
选择基体材料的成分时，还要对诸如材料的可加工性、可利用性、温度特征(耐热性)、耐候性以及价格等因素加以考虑。
基体材料中混入偶极矩活化剂(moment activator)，是为了大幅度地增加基体材料的偶极矩。
偶极矩活化剂，其自身的偶极矩有大有小。然而，与基体材料结合之后，它能大幅度地增加基体材料总的偶极矩。
温度和能量条件相同的情况下，将一定量的偶极矩活化剂加入到基体材料中，如图3所示基体材料的偶极矩增加了3-10倍。基体材料中由于偶极子复原所造成的能量消耗之大，出乎人的预料，由此导致总的能量吸收/阻尼能力大大加强了。
具有如此神奇效果的偶极矩活化剂，可以是一种或多种含有巯基苯并噻唑基的化合物，如N,N-二环己基苯并噻唑-2-亚磺酰胺(DCHBSA),2-巯基苯并噻唑(MBT)、硫化二苯并噻唑(MBTS)、N-环己基苯并噻唑-2-亚磺酰胺(CBS)、N-叔-丁基苯并噻唑基-2-亚磺酰胺(BBS)、N-氧连二乙基苯并噻唑-2-亚磺酰胺(OBS)或N,N-二异丙基苯并噻唑基-2-磺酰亚胺(DPBS)，或者是含有苯并三唑基的化合物，如2-{2＇-羟基-3′-(3″,4″,5″,6″-四氢邻苯二甲酰亚胺甲基)-5＇-甲苯基}-苯并三唑(2HPMMB)、2-{2′-羟基-5′-甲苯基}-苯并三噻(2HMPB),2-{2′-羟基-3′-叔-丁基-5′-甲苯基}-5-氯苯三唑(2HBMPCB)、2-{2′-羟基-3′,5′-二-叔-丁基苯基}-5-氯苯并三唑(2HDBPCB)。以上这些化合物中唑基与苯环相连，组成苯并三唑作为核心。丙烯酸乙基-2-氰基-3,3-二苯酯也是一种偶极矩活化剂。
偶极矩活化剂有其自身的偶极矩。含有偶极矩活化剂的基体材料中偶极矩的大小，取决于工作温度和施加到基体材料上的能量的类型和量值。因此，在考虑了工作温度和可施加的能量的类型和量值之后，还应对混入基体材料的偶极矩活化剂的品种精心选择，使得基体材料的偶极矩尽可能达到最大值。
一种聚合物选定用作振动阻尼或吸声材料的基体材料时，选择合适的偶极矩活化剂品种与其混合，这将是非常重要的事。为此，需要考虑两者的相容性或它们各自的SP值。两者的SP值以彼此接近为好，这样两组分之间才会有良好的混溶性。
根据本发明，能量转化产品的制造方法如下：在选择的基体材料中混入选中的偶极矩活化剂，也可有选择地加入一些添加剂，如填料或染料；然后用模压或喷丝法(spin)将上述混合物制成膜材、纤维、或块状等物品。一般的混合、模压和喷丝设备就可满足使用要求。
附图的简要说明
图1．基体材料中偶极子的状态示意图。
图2．施加能量之后，基体材料中偶极子的状态示意图。
图3．混有偶极矩活化剂的基体材料中，偶极子的状态示意图。
图4．基体材料的介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线。
图5．实施例1和比较例1的温度和弹性正切(tanδ)之间的关系曲线。
图6．实施例2-5和比较例2的温度和弹性正切(tanδ)之间的关系曲线。
图7．实施例6-9和比较例3温度和弹性正切(tanδ)之间的关系曲线。
图8．实施例10-12和比较例4温度和弹性正切(tanδ)之间的关系曲线。
图9．比较例5-9温度和弹性正切(tanδ)之间的关系曲线。
图10．实施例13-14和比较例10温度和损耗因子(η)之间的关系曲线。
图11．试样1-6的温度和损耗因子(η)之间的关系曲线。
图12．试样7-10的温度和损耗因子(η)之间的关系曲线。
图13．试样11-13的温度和损耗因子(η)之间的关系曲线。
图14．试样14-17的温度和损耗因子(η)之间的关系曲线。
图15．由本发明的吸声材料制成的吸声膜示意图。
图16．由本发明的吸声纤维制成的吸声板示意图。
图17．本发明的吸声泡沫示意图。
图18．含有本发明吸声板的吸声器示意图。
图19．含有本发明吸声纤维的多孔聚氨酯泡沫的示意图。
图20．含有本发明吸声纤维的声音阻尼纸的示意图。
图21．含有本发明吸声纤维的声音阻尼织物示意图。
图22．试样4的吸声性能和频率的关系曲线。
图23．试样3的吸声性能和频率的关系曲线。
图24．试样2的吸声性能和频率的关系曲线。
图25．试样1的吸声性能和频率的关系曲线。
图26．实施例15-17和比较例11-13的吸声板的动态损耗正切(tanδ)和温度之间的关系曲线。
图27．实施例15和比较例11的吸声板的吸声性能和频率之间的关系曲线。
图28．实施例16和比较例12的吸声板的吸声性能和频率之间的关系曲线。
图29．实施例17和比较例13的吸声板的吸声性能和频率之间的关系曲线。
图30．实施例18-20和比较例14试样的吸声性能和频率之间的关系曲线。
图31．实施例21和比较例15的试样的吸声性能和频率之间的关系曲线。
图32．加入本发明冲击吸收材料的鞋子的示意图。
图33．含有本发明冲击吸收纤维的制成的无纺布的冲击吸收石膏绷带示意图。
图34．包含本发明的冲击吸收材料的自行车座顶罩。
图35．由本发明的冲击吸收材料制成的吸收冲击的自行车手柄示意图。
图36．实施例22和比较例16-20的试样厚度和冲击回弹性之间的相互关系曲线。
图37．一种冲击回弹性测量仪的正视图。
图39．该冲击回弹性测量仪的侧视图。
图39．该冲击回弹性测量仪的部分放大图。
图40．该冲击回弹性测量仪放大部分的侧视图。
图41．实施例22-25和比较例21试样厚度和冲击回弹性之间的关系曲线。
图42．是本发明的冲击吸收器的放大的透视图。
图43．是一种仪器的示意图，这种仪器是用来测量实施例26和比较例22-24的各冲击吸收器的相应的振动加速度值(vibration accelerationlevel)。
图44．是实施例26和比较例22-24各冲击吸收器的相应的振动加速度值。
图45．是一种仪器的侧视图，用这种仪器测量实施例27，比较例25和惯例1-5的各种紧固带的相应的振动加速度值(级)(dB)。
图46．是图45所示仪器的平面图。
图47．是实施例27，比较例25和惯例1-5各种紧固带的相应的振动加速度值(dB)。
图48．是一种仪器的示意图，用它来测量实施例28-31和比较例26-33各振动吸收器相应的振动加速度值。
图49．是实施例28-31和比较例26-33各振动吸收器，用图48所示的仪器测得的相应的振动加速度值。
图50．是一种仪器的示意图，这种仪器用来测量冲击吸收器的振动加速度值，而这些冲击吸收器是用于实施例28-31和比较例26-33的各相应的防护鞋(JIS产品)上的。
图51．是实施例28-31和比较例26-31各种冲击吸收器用图50所示仪器测量到的相应的振动加速度值。
图52．是实施例32-35和比较例34各试样的电磁吸收能力和频率之间的相应关系曲线。
图53．是实施例36-39和比较例35的各种电磁波吸收层的电磁波吸收能力与频率之间的关系曲线。
图54．是一种仪器的示意图，用它来测量实施例40-42和比较例36各种压电材料的压电性能。
图55．是本发明吸热片的示意图。
图56．是一种防地震装置的筒形壳体和壳体中的粘稠液体。
图57．是普通非约束的和约束的振动阻尼器的损耗因子和振动能吸收率之间的相互关系。
图58．是波形分层冲击吸收器的部分放大正视图。
图59．是另一种冲击吸收器的放大的正视图，它包括图61所示的振动吸收筒和上下表面覆盖板两部分。
图60．是本发明的冲击吸收泡沫的剖面图。
图61．是本发明的冲击吸收筒的透视图。
图62．是蜂窝冲击吸收器的透视图。
图63．是安装了本发明的冲击吸收材料的前叉结构件的示意图。
图64．是安装了本发明的冲击吸收材料的另外一种前叉构件的示意图。
图65．是图64所示前叉的另一种状态的放大的剖面图。
图66．是本发明的紧固带的放大的剖面图。
图67．是本发明的另外一种紧固带放大的剖面图。
图68．是本发明的另外一种紧固带的透视图。
图69．是具有本发明冲击吸收鞋底的示意图。
本发明的最佳实施方案
本发明的能量转化组合物详细说明如下。首先对本发明的振动阻尼材料进行说明。本发明的振动阻尼材料，包括一种加入到基体材料中的偶极矩活化剂。
基体材料可以是，但不限于，聚合物如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、或它们的选择混合物。聚氯乙烯因其加工性好并且成本低，备受欢迎。
首先说明偶极矩的大小和振动能吸收性能之间的关系。图1是振动能施加之前，基体材料11中的偶极子12的固有状态，或最初的取向态。偶极子12的这种状态是稳定的。然而，当振动能施加到这种基体材料上，基体材料11中的偶极子12位移成为非稳态，如图2所示。基体材料11中的偶极子12迅即复原成为稳态，如图1所示。
这其中包括了一种能量消耗过程。振动能的吸收或阻尼是基体材料中的偶极子的移位和复原造成的能量耗散的结果。
基于这种振动能的耗散机理，基体材料11的阻尼能力可以通过增加基体材料11偶极矩而得到提高。因此，应当选用分子自身偶极矩大的基体材料，以便能够提供足够高的能力来吸收振动能量。
自身就具有大偶极矩的基体材料，可以是极性聚合物如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、或氯丁橡胶(CR)，这些极性聚合物本身就具有强度高和容易加工的性能。
这种振动阻尼材料可用于汽车、室内材料、建筑材料及电器部门。在工作温度范围-20℃至40℃使其振动能阻尼能力达到最大值是非常重要的。
为了在工作温度范围内使振动能吸收能力达到最大值，本发明建议使用聚合物如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二稀、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、或苯乙烯-丙烯腈共聚物，上述聚合物中加入增塑剂如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)使其玻璃化转变温度(Tg)移到工作温度范围；或者是聚合物本身的玻璃化温度就在工作温度范围之内，例如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)或氯化聚乙烯。
在选择聚合物用作本发明的振动吸收器或阻尼器的基体材料时，还需要考虑使用性能、加工性能、可利用性、温度性能如耐热、耐寒性、耐候性和价格等诸多因素。
基体材料中包括了能增强其偶极矩的偶极矩活化剂。偶极矩活化剂可以是含有巯基苯并噻唑基或苯并三唑基或二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。
为了提高振动能量的吸收能力，云母片、玻璃片、碳纤维、碳酸钙、重晶石或沉淀硫酸钡可以任选其中加入到基体材料中去。
使用普通熔化和混合设备如热压辊、斑伯里混合机、双轴捏和机或挤出机来混合基体材料和偶极矩活化剂及选择加入这些填料，制成振动吸收器。
含有偶极矩活化剂的这种振动阻尼材料，可以大幅度地增加基体材料中的偶极矩，极大地提高其振动能的吸收能力。振动阻尼材料中偶极矩定义为A和B之间的介电常数(ε′)之差，如图4所示。因此，如果A和B之间介电常数(ε′)之差加大，则偶极矩增加。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线，介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
通过对振动阻尼材料长期的研究，本发明人发现振动能的吸收能力，可以通过增加介电损耗因子来加以改进。表征聚合物电性能的介电损耗正切(tanδ)直接和表征动态弹性的弹性正切(tanδ)有关。
通过对振动阻尼材料的介电损耗因子(ε″)的研究，本发明人发现在110Hz的频率下，如果介电损耗因子是50或更大时，阻尼材料具有高的弹性正切(tanδ)值，并且能提供极强的振动能的吸收能力。
由于具有极强的振动吸收能力，本发明的振动阻尼材料可以很方便地用作非约束振动阻尼器。
振动阻尼器分为约束的和非约束两种类型。非约束振动阻尼器是通过金属板如钢板构件的振动变形而造成的粘弹性层(高分子层)的振动和/或通过摩擦能的消耗来吸收或阻尼振动能的。
如图57所示传统的非约束振动阻尼器，不能提供0.1或更大的损耗因子(η)。为了提供这样的损耗因子，普通的阻尼器需要做得很厚或需要用由基片和约束层构成的夹芯阻尼材料进行约束。
厚的非约束振动阻尼器，可以提高振动能的吸收能力，但这种厚的材料很难通过切割或弯曲等加工方法使其成为所需的尺寸和形状。此外，这种厚的振动阻尼器很难在使用位置固定。
用传统振动阻尼材料制成的受限振动阻尼器，成本高，而且构件很重。
本发明的振动阻尼材料，可以圆满地解决传统的振动阻尼器的上述技术难题。本发明的非约束振动阻尼器不但具有吸收振动的能力，而且功能和普通的约束振动阻尼器相当，比后者更轻更薄。
本发明的非约束振动阻尼器，它的基体材料中含有偶极矩活化剂，具有增强偶极矩的功能。
下面说明偶极矩和振动能的吸收能力之间的关系。图1是振动能量施加之前，基体材料11中的偶极子12的初始状态。这种排列方式，偶极子12是稳定的。当振动能施加到基体材料11上时，基体材料11中的偶极子12移位，成为如图2所示的非稳态，然后偶极子12立即复原成为如图1所示的稳定状态。
振动能的吸收或阻尼被认为是通过基体材料11中的偶极子12的能量消耗过程实现的。
根据振动阻尼机理的设想，基体材料11的振动阻尼能力，可以靠增加基体材料11的偶极矩的方法来加以提高。因此，最好使用本身偶极矩大的聚合物，以便获得满意的振动吸收效果。
分子本身偶极矩大的聚合物是极性聚合物，如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(MBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和氯丁橡胶(CR)。这些极性聚合物力学强度高而且容易加工。
当本发明的非约束振动阻尼器成功地用于汽车、室内材料、结构材料或电器设备时，在工作温度范围内，使它们的振动阻尼能力达到最大值是十分必要的。
为了使振动能的吸收能力在工作温度范围内达到最大值，应选择玻璃化转变温度在或将在工作温度范围内的聚合物，作为基体材料。这些聚合物是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物和苯乙烯-丙烯腈共聚物。为了把聚合物的玻璃化转变温度(Tg)改变至-20℃至40℃的工作温度范围，聚合物中加入了增塑剂，如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)，或者是聚合物本身的玻璃化温度就在工作温度范围之内，例如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)或氯化聚乙烯。
在选择聚合物用作本发明的振动吸收器或阻尼器的基体材料时，还需要考虑使用性能、加工性能、可利用性、温度性能如耐热、耐寒性、耐候性和价格等诸多因素。
基体材料中包括了能增强其偶极矩的偶极矩活化剂。偶极矩活化剂可以是含有巯基苯并噻唑基或苯并三唑基或二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。
100份重基体材料中偶极矩活化剂优选101-500重量份。如果混入的偶极矩活化剂少于101重量份，那么偶极矩不能充分地得到提高；如果偶极矩活化剂的混入量多于500重量份，那么它与基体材料的混合效果欠佳。
为了选择适当的偶极矩活化剂与基体材料混合，应当考虑偶极矩活化剂和基体材料之间的互溶性(SP值)。偶极矩活化剂和基体材料的SP值应尽量接近，以获得满意的互溶性。
基体材料中偶极矩活化剂的含量是由基体材料的成分和组成以及偶极矩活化剂的品种决定的，工作温度和施加到基体材料上能量的大小也会对偶极矩活化剂的用量产生影响。因此，应选择基体材料和混入的偶极矩活化剂，从而在工作温度和所加振动能大小下提供最大偶极矩。
偶极矩活化剂由多种化合物组成，或者是不同品种的偶极矩混入同一种基体材料中，其中所使用的两种或多种偶极矩活化剂其玻璃化温度最好是有明显的差异。这样通过把它们各自的工作温度范围组合在一起，就可以使有效工作温度范围得以扩展。这些偶极矩活化剂可以选自DCHP和DCHBSA的组合或DCHP、DCHBSA和ECDPA组合，用于以聚氯乙烯为基体材料的场合。
除了这种偶极矩活化剂以外，填料如云母片、玻璃片、碳纤维、碳酸钙、重晶石或沉淀硫酸钡可以混入基体材料中，进一步提高基体材料的振动吸收能力。基体材料中填料的加入量优选的是20-80重量份。如果混入填料少于20重量份，那么填料则不能充分地提高振动吸收能力。如果填料混入量超过80重量份，填料无法和基体材料混匀或者降低振动阻尼产品的强度。
本发明的非约束振动阻尼器，可以使用普通的熔化/混合设备如热压辊、班伯里混合机、双轴捏和机或挤出机，把基体材料和偶极矩活化剂混合而成，如果需要上述混合物中还可加填料。
如上所述，本发明的非约束振动阻尼器的基体材料中混入了偶极矩活化剂，极大地提高了基体材料中的偶极矩，获得了极好的振动能的吸收效果。非约束振动阻尼器中偶极矩的大小，如图4所示，定义为A和B之间的介电常数之差。A和B之间的介电常数(ε′)差增加，偶极矩也相应增加。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线。介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系如下：介电损耗因子(ε″)二介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
通过对非约束振动阻尼器的长期研究，本发明人发现如果介电损耗因子(ε″)增加，那么损耗因子(η)也相应增加。表征聚合物电性能的介电损耗因子(ε″)与表示动态性能的损耗因子(η)有关。
通过对非约束振动阻尼器的介电损耗因子(ε″)的研究，本发明人发现在110Hz的频率下，如果介电损耗因子是50或更大，那么非约束振动阻尼材料具有极高的损耗因子(h)，并且提供了极强的振动能吸收能力。
上述的振动阻尼材料也可用作振动阻尼(吸收)涂料。
通常振动阻尼板用在汽车、室内材料、建筑材料、电器设备等出现固有振动的场合。
这种振动阻尼板首先切割成所要求的形状和大小，然后再用粘合剂手工固定在需要使用的位置。这种振动阻尼器应用在路缘(curbed portion)或窄缝是费时的和有问题的。
由于这些不足，最近有人建议在以粘弹性聚合物，如橡胶、塑料或沥青作为基体材料的普通阻尼涂料中，加入云母片。这种普通的振动阻尼涂料，以喷涂或涂刷的方法形成阻尼层，不需要难以操作的切割工序，也不需要在路缘和狭缝处进行粘合。如果有可能进行喷涂操作的场合，还可使用机器人施工，可以大大提高工作效率并且节省施工费用。
尽管有这些优点，然而这种阻尼涂料的阻尼膜或层的厚度仅有2mm左右，不能提供足够强的振动阻尼能力。
根据本发明制备的振动阻尼涂料，可以克服上述技术缺点，形成的振动阻尼层膜不但薄而且性能优良。
根据本发明的振动阻尼涂料，在其基体材料中含有偶极矩活化剂，它能使该涂料的偶极矩增加。
偶极矩的大小和振动能吸收能力之间的关系说明如下。图1是振动能施加之前，振动阻尼层(基体材料)11中的偶极子12排列方式，偶极子12处于稳态。然而，当振动能施加之后，那么振动阻尼层11中的偶极子12位移成为不稳定状态，如图2所示。然后偶极子12立即运动复原成如图1所示的稳态。
在这一过程中发生了能量的消耗。通过阻尼膜或基体材料11中偶极子12的位移和复原，形成了能量的消耗过程，振动能被大量地吸收了。
阻尼层11的振动阻尼能力，可以靠增加阻尼膜11的偶极矩而得到提高。分子本身就具有大偶极矩的材料，应该选作振动阻尼涂料的基体材料。
这种材料可以是极性聚合物，如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、或氯丁橡胶(CR)。
由于根据本发明的振动阻尼涂料可用于汽车、室内材料、结构材料和电气设备，在工作温度范围-20至40℃应使其振动能阻尼能力达到最大值，这是很必要的。
为了在工作温度范围内使能量吸收达到最大值，本发明建议，作为基体材料的聚合物，其玻璃化转变温度(Tg)应在工作温度范围之内，这些聚合物有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、和/或苯乙烯-丙烯腈共聚物，为了把聚合物的玻璃化转变温度(Tg)改变到工作温度范围之内-20℃至40℃，聚合物中加入增塑剂，如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)，或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)；或者聚合物固有的玻璃化温度就在此范围，例如丙烯酸橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)和/或氯化聚乙烯。
除了上述化合物之外，其他材料如聚氨酯或沥青按惯例，也可以作为振动阻尼材料的基体材料，混入其中。
在选择适用的振动阻尼涂料的基体材料时，不仅偶极矩的大小和工作温度范围，而且使用性能、加工性能、可利用性、温度性能、耐候性以及价格等诸多因素都需要充分地加以考虑。
混入基体材料中的偶极矩活化剂，可以很方便地选自含有巯基苯并噻唑基或苯并三唑基或含有二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。
100重量份的基体材料中混入偶极矩活化剂的量优选的是10-100重量份。如果混入量不足10重量份，那么偶极矩不能充分地增加，然而如果多于100重量份，则会导致与基体材料混合不均匀，并且因此使得材料的耐久性和完整性都不充分。
为了选择适合的混入该涂料的偶极矩活化剂，偶极矩和涂料的基体材料之间应具有非常好的互溶性，或者是它们的SP值应是彼此非常接近。
偶极矩的大小取决于所用涂料的基体材料和偶极矩活化剂的品种。偶极矩的大小也随工作温度而发生变化，同时还受施加到振动阻尼涂层上的能量强度的影响。因此，在认真考虑预定工作温度和振动能强弱的基础上，对涂料的基体材料和偶极矩活化剂应加以选择，以便能够获得尽可能大的偶极矩。
由多种活性化合物组成的各种偶极矩活化剂，可以混入基体材料中，它们各自具有的玻璃化温度，最好是彼此差异较大，这样可以使有效工作温度范围加以扩展。这种偶极矩活化剂，可以是DCHP和DCHBSA的组合或DCHP,DCHBSA和ECDPA的组合，用于基体材料是聚氯乙烯的涂料中。
此外，填料例如云母片、玻璃片、玻璃纤维、碳纤维、碳酸钙、重晶石或沉淀硫酸钡，根据需要加以选择，混入基体材料中，进一步提高吸收能力和增加振动阻尼涂料的力学完整性。100重量份的基体材料中，混入偶极矩活化剂的量，优选的是10-90重量份。混入量不是10重量份，振动吸收能力不能充分地得到提高，然而混入量超过90重量份，因为基体材料的完整性受到破坏，不具实用价值。
根据本发明的振动阻尼涂料可以乳液形式提供。混合用作该涂料的基体材料和偶极矩活化剂，根据需要选择加入填料，然后再把上述混合物分散在水或酒精中制成乳液。其他材料如分散剂、润湿剂、增稠剂、泡沫剂或着色剂，如果需要也可添加。
可以使用普通的空气喷枪、非充气喷枪或刷子，来对这种振动阻尼涂料进行施工。
如上所述，振动阻尼涂料的基体材料中，混入偶极矩活化剂，可以明显地增加涂料的偶极矩，并且使该涂料的振动能吸收能力得到极大提高。阻尼涂料中偶极矩的大小，定义为A和B之间的介电常数(ε′)之差，如图4所示。偶极矩随着A和B之间介电常数(ε′)之差的增加而增加。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线，这种关系如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
本发明人发现，当介电损耗因子(ε″)增加时，损耗因子(η)和损耗正切(tanδ)也都相应增加。即，表征聚合物电性能的介电损耗因子(ε″)与表征动态特性的损耗因子(η)和损耗正切(tanδ)有关。
对这种振动阻尼涂料介电损耗因子(ε″)的研究已经证实，在110Hz的频率如果介电损耗因子是50或更大的话，那么用这种振动阻尼涂料制成的振动阻尼层，会使得损耗因子(h)和损耗正切(tanδ)得到极大地改善，因此得到极强的振动能吸收能力。
其次，对本发明的吸声(或噪声)材料说明如下：
传统的吸声或阻尼材料是由岩石纤维、玻璃绒或开孔泡沫聚氨酯模制品制成，表面覆盖薄膜材料。在这种吸声材料中，声能撞击在或穿过这种纤维状的或多孔材料表面，通过对该种材料的摩擦，以热的形式消耗声能。因此，如何增加这种纤维状或多孔表面的表面声阻，改进这种传统的吸声材料的声能阻尼效果，具有重要意义。
这种传统的吸声材料，尤其是在1000Hz或更低的频率或者特别是500Hz或更低，需要做的比较厚才能具有明显的吸声效果。然而厚度的增加也会引入各种伴生的缺陷。
根据本发明的吸声材料，即使做得非常薄，也具有极强的吸声或低频如1,000Hz或更低，或者甚至是500Hz或更低的吸噪声的能力。
本发明的吸声材料，可以做成吸声薄膜、纤维(单纱)、泡沫、纸和模压制品。本发明的吸声材料包括偶极矩活化剂(或多种活化剂的组合)，它们能增加基体材料的偶极矩。
基体材料可以是聚合物材料，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异或二稀、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚亚乙烯基、聚丙烯腈、聚乙烯醇、纤维素、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)，丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NB)、异戊二烯橡胶(IR)，或它们的选择混合物。
声能撞击到并穿过这种纤维状或多孔表面，通过转化成摩擦热，而受到极大的阻尼。
当声能撞击到基体材料时，声能进一步被阻尼。如图1所示的基体材料11中的偶极子12，通过基体材料11中的相旋转或移位成为图2所示的状态。
声能施加之前，基体材料11中的偶极子12是处于稳态。然而，声能的撞击使得偶极子12移位，成为非稳态。然后偶极子12立即复原成稳态。
那么能量就被消耗了。吸声的功能是通过在基体材料表面生成摩擦热和基体材料11中的偶极子12的移位和复原消耗能量来实现的。
本发明提供的吸声功能是与基体材料每单位表面积的表面阻力的大小(如同在普通吸声材料中那样)以及基体材料11中的偶极矩的大小有关。本发明人的实验业已发现，基体材料11的声阻能力，可以通过提高基体材料11中偶极矩活化剂用量来加以改善。
偶极矩的大小是由基体材料影响的，虽然即使使用相同的聚合材料，基体材料的偶极矩还是随工作温度和声频的变化而变化的。偶极矩的大小还受施加在基体材料上的声能强度的影响。
因此，对用于特定场合的本发明的吸声材料的预期工作温度、声音频率以及声能的大小进行认真考虑之后，用作基体材料的聚合物品种应加以选择，以便能够获得最大的偶极矩。
为了选择适当的聚合物用作基体材料，不但要考虑基体材料的偶极矩大小，还要根据特定的应用场合对材料的使用性能、成型性能、可利用性、温度性能、耐候性以及价格等诸多因素加以充分考虑。
根据本发明的吸声材料，在其基体材料中含有偶极矩活化剂，它能极大地增强基体材料的偶极矩。这种偶极矩活化剂是一种或多种含有巯基苯并噻唑基、苯并三唑基或二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。
吸声材料制造方法如下：首先把基体材料和这种偶极矩活化剂，如果需要还可加入防蚀剂或染料进行混合，然后通过模压或旋压这些混合物，制成膜、纤维或块状物。使用普通的模压机或喷丝机就可以制造本发明的吸声材料。
在含有偶极矩活化剂的吸声材料中，基体材料中的偶极矩明显地增加了，并且形成了极好的声能阻尼效果。如图4所示，偶极矩的大小定义为A和B之间的介电常数(ε′)之差。偶极矩的大小随A和B之间介电常数(ε′)的差值增加而加大。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的相互关系曲线，介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系给出如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
对吸声材料进行了艰苦的研究之后，本发明人发现，能量吸收能力靠增加介电损耗因子而得到增强。
通过对吸声材料介电损耗因子(ε″)的研究，本发明人发现，在110Hz的频率下介电损耗因子是7或更大时，可以形成极好的能量吸收效果。
根据本发明的吸声材料，可用作吸声片。这种片可以做成日本式滑动门用纸、墙纸或天花板(顶蓬)织物。
传统的吸声片含有岩石纤维、玻璃绒或毛毡。在这种传统的吸声片中，声音通过转化成摩擦热而受到阻尼。
传统吸声片的纤维组分的表面声阻，可以稍加改进，然而这种传统的吸声片要做成5或10mm或者甚至是20-30mm厚才能提供明显的噪声阻尼效果。因此，这种厚的材料不能直接用作门纸、墙纸或顶蓬织物，而只能用作回填材料用于门、墙或顶蓬的板材。
根据本发明的吸声片，可以有效地解决上述问题，并能直接用作纸片或织物。
本发明的吸声片可以制成纤维的片材，其上再沉积一层聚合物。虽然片材薄如纸，然而它能提供充足的吸声能力。
这种纤维的片材可以是本发明的纤维复合而成的任何一种片材。无纺布得到了成功地利用。
适合于用作本发明基体材料的聚合物材料与偶极矩活化剂混合，后者可以大大增加基体材料的偶极矩。偶极矩的大小和吸声能力之间的关系，再次说明如下。图1是声能施加前聚合物材料(基体材料)11中偶极子12的典型排列方式。偶极子12的排列是稳定的。声能使基体材料11中的偶极子发生移位，成为如图2所示的非稳态，偶极子然后迅速复原成稳态。
那么声能就被吸收了。本发明所具有的这种独特吸声能力，似乎是通过聚合物或基体材料11中的偶极子的移位和复原消耗能量而形成的。
根据这种吸声理论，聚合物材料11的吸声能力，可以通过增加基体材料11中的偶极矩而得到提高。因此，最好是使用分子本身就具有大偶极矩的聚合物材料，以便获得明显地吸声效果。
极性聚合物的偶极矩很大。这种极性聚合物是聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、和氯丁橡胶(CR)。这种极性聚合物具有很好的力学强度并且容易加工。
根据本发明的吸声片，它可用作门纸、墙纸或顶蓬纸。可以在-20至40℃的工作温度范围，它的吸声能力达到最大值是很必要的。
为了在工作温度范围内使吸声能力达到最大值，根据本发明的吸声片选择性地包括一种或多种聚合物。这些聚合物的玻璃化转变温度，在工作温度范围之内，例如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物和苯己烯-丙烯腈共聚物，为了把玻璃化转变温度(Tg)改变到工作温度范围-20至40℃之内，把增塑剂加入到上述聚合物中，这些增塑剂有邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)，上述聚合物还可为玻璃化转变温度(Tg)本身在-20至40℃工作温度范围之内的聚合物，例如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)和氯化聚乙烯。
在选择适合的聚合物材料时，不仅要考虑偶极矩的大小和工作温度范围，而且还要充分考虑在特定的应用场合下，聚合材料的使用性能、加工性能、可利用性、温度性能、耐候性以及价格等诸多因素。
被混合的偶极矩活化剂，可以是一种或多种含有巯基苯并噻唑基或苯并三唑基的化合物，并且还可以是含有二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。
每100重量份的基本聚合物材料中，偶极矩活化剂的混合量优选的是10-300重量份。如果混入量不足10重量份，那么加入的偶极矩活化剂将不能充分地增加偶极矩，然而如果偶极矩活化剂的混入量超过300重量份，那么偶极矩活化剂和聚合物基体材料不能充分地混合。
因此，在选择一种适合的偶极矩活化剂进行混合时，偶极矩活化剂和聚合物基体材料之间的互溶性应充分地加以考虑，或者两者的SP值应彼此充分接近。
偶极矩的大小取决于聚合物材料和偶极矩活化剂。偶极矩的大小还随工作温度而发生变化。同时施加声能的强弱，也会对它产生影响。因此，在对预期工作温度和声能强度充分地加以考虑之后，应对聚合物基体材料和偶极矩活化剂进行选择，以便获得尽可能大的偶极矩。
根据本发明的吸声板是在纤维板上沉积一层乳状液而制成的。这种乳液是由聚合物材料和偶极矩活化剂混合而成的。沉积在纤维板上的聚合物量不特别限定，但是，优选的是300g/m2，更优选的是40-200g/m2。沉积在板上的聚合物若低于20g/m2，将不能提供充足的吸声能力，然而沉积在板上的聚合物如果多于300g/m2，那么板的外形变得不美观，并且性能变差。
众所周知，在吸声材料领域吸声材料的吸声能力是受声音频率的制约的。本发明的吸声板，通过控制其厚度和尺寸可以适用于各种声音类型。例如，低频声音，吸声板的厚度要减少和/或它的表面积要增加。而对于高频声音，那么板厚要增加和/或它的面积要减少。
如上所述，在纤维板上沉积一层精选的聚合物基体材料，其中混有偶极矩活化剂，由此而制成的本发明的吸声板中，基体材料中偶极矩得到增大，并且提供了极强的吸声能力。吸声板中偶极矩的大小，如图4所示，定义为A和B之间介电常数(ε′)之差。即当A和B之间介电常数(ε′)之差增加时，偶极矩也相应加大。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线。介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
通过对吸声板的研究，本发明人发现吸声能力可以靠地加介电损耗因子(ε″)而得到提高。
在对本发明的吸声板的介电损耗因子(ε″)研究之后，本发明人发现在110Hz的频率下，如果介电损耗因子是7的话，那么板材的吸声能力得到大幅度的提高。
根据本发明的吸声材料，可以把它组合到一种泡沫吸声板中，用于汽车、室内材料、建筑材料和电气设备上。
普通的泡沫吸声材料是聚氨酯、聚乙烯或聚氯乙烯等聚合物的泡沫模压制品。如果声音撞击到这种普通吸声材料，那么振动被传递到吸声材料的孔隙部分。空气发生粘性摩擦，部分声能转化成热，使得声能受到阻尼。
与这种普通的泡沫吸声材料相关的问题是在低于2,000Hz的频率下，就不具备充足的阻尼能力。
为了能够充分地吸收和阻尼频率低于2000Hz以下的声音，普通的泡沫吸声材料需要做得比较厚，例如10KHz的频率的声音，材料厚3.4cm，甚至100MHz的频率的声音，材料厚3.4m。由于受空间和成本的限制，很难得到实际应用。
人们一直在设法提高普通泡沫阻尼器的材料密度，膨胀系数或孔隙率，以增强阻尼能力，使其能够阻尼频率低于2,000Hz的声音。利用上述方法，改进的吸声能力至多也只有20-30％。使用普通噪声阻尼器来提供充足的吸声能力，尚未取得成功。
根据本发明的泡沫吸声材料，可以顺利地解决上述难题，充分地吸收频率低于2,000Hz的声音。
本发明的泡沫声音阻尼器，可以是模压泡沫塑料制品。这种泡沫塑料模压件，可以用聚合物发泡的方法制造。适用的聚合物有聚氨酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯醇缩甲醛、环氧树脂、酚醛树脂、尿素塑料或有机硅树脂，或橡胶聚合物如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、或氯丁橡胶(CR)，使用热分解发泡剂或挥发性溶剂，或者是生成一种能够被聚合物吸收的惰性气体，用普通的发泡装置制备，在高压或常压下，制造这种泡沫塑料制品。
这种泡沫的膨胀系数，根据具体的应用要求，而加以控制。优选的膨胀系数是原有聚合物的5-50倍，更优选的是10～30倍。如果膨胀系数小于5，那么阻尼效果不充分，然而膨胀系数大于50，制品的强度又会受到损失。如果泡沫制件的气室数和密度增加，它的阻尼能力也相应增强。因此，应当在对这些因素进行充分考虑之后，再来确定膨胀系数。
根据特定的应用场合或者声音的类别(高或低频)，这种泡沫制品可以是开孔结构或闭孔结构。
本发明的泡沫吸声器，在基体材料中含有偶极矩活化剂，它能增强产品中的偶极矩。下面对偶极矩的大小和吸声能力之间的关系再次进行说明。众所周知，当声音撞击到泡沫吸声材料时，空气的振动传输到吸声材料的孔隙部分，引起孔隙部分的空气的粘性摩擦，声能的一部分转化成热能，这样就使声能的一部分受到阻尼。由于空气运动的阻力，而使振动减弱。本发明人发现了另外一种吸声方式，不同于上述吸声机理，吸声效果极佳。本发明人把注意力集中在泡沫制品的偶极矩上，偶极矩的大小与施加在制品上的声能的强弱有关。
这一发现详述如下。图1是泡沫模制件(基体材料)11在声音(能)施加前，其中偶极子的状态。此时偶极子12是处于稳态。如果有声能施加，泡沫制品11中的偶极子12移位成为一种非稳态，如图2所示，然后立即复原成为稳态，如图1所示。
在这一过程中，声能被大大消耗掉了。本发明独有的这种吸声能力，被认为是通过偶极子12的移位和复原而消耗能量的结果。
本发明的泡沫材料可以提供极好的吸声效果。这是由于泡沫材料孔隙中空气的粘性摩擦和泡沫材料中的偶极子的移位和复原过程中造成的声能消耗的结果。
泡沫制品11的吸声能力，靠增加偶极矩可以得到提高。因此，为了大幅度地提高吸声能力，使用分子本身就具有大偶极矩的泡沫材料，就是非常必要的了。
这种本身就具有大的偶极矩的材料可以是极性聚合物、例如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、以及氯丁橡胶(CR)、这些极性聚合物具有很高的强度，并且容易加工。
根据本发明的泡沫吸声材料，可用于汽车、室内材料、建筑材料或电气设备。所以在工作温度-20至40℃范围内，使其吸声能力达到最高值，就是非常必要的了。
为了在工作温度范围内，使其吸声能力达到最大值，用玻璃化转变温度在或将在工作温度范围内的聚合物制备根据本发明的泡沫吸声材料。玻璃化转变温度(Tg)在吸声材料工作温度范围内的聚合物有聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、或苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，为了把玻璃化转变温度(Tg)降低到工作温度-20至40℃的范围内，在上述聚合物中加入增塑剂，如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、或邻苯二甲酸二壬酯(DINP)；上述聚合物还可为玻璃化转变温度(Tg)本身在工作温度-20至40℃的范围内橡胶聚合物。这些橡胶聚合物如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)或氯丁橡胶。
在选择适用的聚合物材料时，不仅反应考虑偶极矩的大小和工作温度范围，而且还应考虑它的使用性能、成型性、可利用性、温度性质、耐候性和价格等诸多因素。
混入这种聚合物的偶极矩活化剂，可以是一些含有巯基苯并噻唑基或者是苯并三唑基的聚合物，也可以是含有二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。
100重量份的发泡聚合物中，混入的偶极矩活化剂的量优选的是10～200重量份。如果混入的偶极矩活化剂小于10重量份，那么偶极矩将不能得到充分提高，然而如果混入的偶极矩活化剂多于200重量份的话，那它与聚合物很难混合均匀。
为了选择适合的偶极矩活化剂混入泡沫聚合物中，应考虑偶极矩活化剂和发泡聚合物之间的互溶性，即两者的SP值应充分地接近。
聚合物基体材料偶极矩的大小，与偶极矩活化剂和发泡聚合物的种类有关。
同一种材料，如果工作温度不同，它们偶极矩的大小也会不同。偶极矩的大小还受声能强度的影响。因此在考虑上述诸因素的基础上，应对偶极矩活化剂和发泡聚合物加以选择，以便获得尽可能大的偶极矩。
众所周知，在吸声材料领域中，材料的吸声能力取决于声音的类型或频率。普通的泡沫吸声材料，是借助于改变厚度来适应不同类型的声音。低频声，材料厚度加大；高频声，材料厚度减少。
如上所述，为了极大增加泡沫制品中的偶极矩以便大大提高吸声能力，在发泡聚合物材料中混入了偶极矩活化剂。泡沫吸声材料中偶极矩定义为A和B之间的介电常数(ε′)之差，如图4所示。即当A和B之间介电常数(ε′)之差增大时，偶极矩也加大。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线。介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
经过对泡沫吸声材料的长期研究之后，本发明人发现，吸声能力可以靠增加介电损耗常数(ε″)而得到提高。
经过对泡沫吸声材料介电损耗常数(ε″)的研究，本发明人发现在110Hz的频率下，如果介电损耗因子是10或更大的话，那么这种材料的吸声能力将会得到极大地提高。
虽然根据本发明的泡沫吸声材料，单独使用就有很强的吸声能力，然而，这些材料还可以牢固地沉积在如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等树脂膜上，还可以沉积在由纸、布、无纺布制成的纤维板上。这样由合成树脂膜或纤维板与本发明的吸声材料组合在一起，提供了组合声音阻尼性能进一步提了产品的吸声能力。
根据本发明的吸声材料，可用作吸声纤维或吸声纱或者是含有这种纤维的制品。
普通的吸声纤维或纤维制品，含有岩石纤维、玻璃纤维或玻璃毡。这种普通吸声材料，当声音在纤维表面或穿过纤维时，把声能转化成摩擦热，从而吸收声能。
普通的吸声材料，利用这种方式吸收声能时，如果不增加阻尼器的厚度或者是纤维的直径、长度和/或纤维密度的话，吸声能力则很有限。因此，普通的声音阻尼器往往做得又厚又大，才能提供明显的阻尼效果。实际上用它来做门纸、墙纸或电气设备的箱体或壳体是很困难的。
根据本发明的吸声纤维、纱、和纤维制品，完全有能力解决上述技术难题。本发明的纤维本身就具有较强的吸声能力。
本发明的吸声纤维，其特点在于基体材料中混入了偶极矩活化剂，它能大幅度地增加基体材料中的偶极矩。用作纤维的聚合物材料，可以是聚烯烃，例如聚乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚氨酯、聚酰胺例如尼龙6、尼龙66、或尼龙12，聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、纤维素及其衍生物。
这些聚合物与偶极矩活化剂混合，后者能增强聚合物的偶极矩。下面对偶极矩活化剂与吸声能力之间的关系再次说明如下。吸声纤维吸声的机理是当声音撞击和通过纤维表面时，声能部分地以摩擦热的形式被消耗了，声能受到了阻尼。本发明人发现有另外一种强有力的吸声机理，它与上述已知的吸声机理不同。基本聚合物中的偶极子移位成为非稳态，然后变成为稳态，在这一过程中能量被大量地消耗了。
详述如下。图1是在声能施加之前基本聚合物(基体材料)11中偶极子的排列状态，这种排列方式是稳定的。当声能施加到基本聚合物上时，聚合物中的偶极子移位成为非稳态，然后立即复原成为稳态。
于是大量的能量被消耗了。本发明的吸声机理被认为是通过基体聚合物11中偶极子12的移位和复原形成达到能量消耗的过程。
因此，基体聚合物11的吸声能力，靠增加聚合物11中的偶极矩而得到提高。分子本身就具有大的偶极矩的聚合物做成的吸声材料有很强的吸声能力。这种聚合物是一些极性聚合物，例如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈或纤维素。
根据本发明的吸声纤维，可以有各种使用形式。在-20至40℃的工作温度范围内，使其吸声能力达到最大值，就是十分必要的了。
为了在工作温度范围内，使吸声能力达到最大值，根据本发明的吸声纤维是由玻璃化转变温度(Tg)在或将在工作温度范围的聚合物制成的。这种聚合物是聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯。为了使聚合物的玻璃化转变温度(Tg)降低到工作温度范围之内，聚合物中加有增塑剂，例如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)。上述聚合物还可以为本身的玻璃化转变温度就在-20至40℃的工作温度范围的聚合物如氯化聚乙烯或聚氨酯。
选择聚合物时，不但基体材料中分子偶极矩的大小和工作温度范围，而且它们的加工性、可利用性、温度性质、耐候性、以及价格都应充分地加以考虑。
与这种聚合物混合的偶极矩活化剂，可以是含有巯基苯并噻唑基或苯并三唑基的聚合物，还可以是含有二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。100重量份的基体聚合物中偶极矩活化剂的用量，优选的是10～200重量份。如果混入量不足10重量份，改进效果不明显，然而如果混入量多于200重量份，那么偶极矩活化剂与基体聚合物两者间的互溶性不好，产品完整性受影响。
为了选择适合的偶极矩活化剂，它与基体聚合物之间的互溶性应是很好的，即两者的SP值应尽量相互接近。
偶极矩的大小取决于基体聚合物和偶极矩活化剂。偶极矩的大小还随声能施加到基体聚合物时的温度而发生变化，同时它还受声能强度的影响。因此，在充分地考虑预期温度和声能强度的前提下，基体聚合物和偶极矩活化剂的品种应加以选择，以便获得尽可能大的偶极矩。
众所周知，材料的吸声能力取决于声音的类型即它的频率。本发明的吸声纤维，借助于优选的聚合物及其混入的偶极矩活化剂，实际上可以适应任何一种频率的声音。
如上所述，混合物中的偶极矩活化剂大大地增强了本发明的声阻尼纤维基体材料的偶极矩，并且提供了极强的吸声能力。基体材料中偶极矩的大小，定义为A和B之间的介电常数(ε′)之差，如图4所示。当A和B之间的介电常数(ε′)之差增加时，偶极矩也相应增加。
图4是介电常(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线，这种关系表示如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
本发明人进行的吸声纤维研究发现，依靠增加介电损耗因子(ε″)可以提高纤维的吸声能力。本发明的对吸声纤维介电损耗因子的研究发现，在110Hz的频率下如果介电损耗因子是10或更大，那么基体聚合物材料会具有极强的吸声能力。
要求在一个宽的频率范围内，吸声纤维都应具有有效的吸声作用。通过选用在不同的频率范围吸声特性具有明显差异的聚合物及其混入的偶极矩活化剂，根据本发明的吸声纤维就可以满足这一要求。这种频率效应的扩展，可以通过以下各种方法来实现，即在一种基体材料中混入频率特性具有明显差异的各种偶极矩活化剂或化合物，或者是一组频率特性具有明显差异的聚合物，混入多种偶极矩，还可以是在一组这样的聚合物中混入一种偶极矩活化剂。
可以使用任何一种普通的喷丝法，加工混有偶极矩活化剂的聚合物，制造本发明的吸声纤维。还可使用普通的喷丝法制造芯-皮、并列、海-岛或夹芯等复合形式的吸声纤维。
根据本发明的吸声纤维片，可用作家用物品如门纸、墙纸、顶蓬布、门、帘垫子或地毯、车辆基体材料如汽车地板或壁材、冰箱或洗衣机的壳体或罩子、建筑物的墙体或地面材料、拱顶膜材或道路或铁路路基的建筑用材等。
本发明的吸声纤维可以包括混入偶极矩活化剂的聚合物，作为纤维表面。这种吸声纤维的各种因子，如纤维的类型、材质或形状都可根据需要加以确定。
这种吸声纤维的表面可以是全部或部分地包括加有偶极矩活化剂的聚合物。
这种全部覆盖的吸声纤维，可以是皮芯或海-岛型复合纤维。纤维的皮或“海”的部分是由含有偶极矩的活化剂的聚合物组成的。这种全覆盖型的吸声纤维，也可用含有偶极矩活化剂的聚合物，涂覆常规纤维的表面来加以制备。
部分覆盖型的吸声纤维可以是并列型、海-岛型或夹芯型的复合纤维，它的一侧、岛屿或层部分是由含有偶极矩活化剂的聚合物组成的。这种部分覆盖的吸声纤维，还可以用含有偶极矩活化剂的聚合物，涂覆在普通的纤维表面来制成。
涂覆在纤维表面的聚合物可以是乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物或苯乙烯-丙烯腈共聚物，或橡胶聚合物如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)或氯丁橡胶(CR)。
这种用于涂覆纤维表面的聚合物可以是乳液的形式，或者是分散在水或酒精中的悬浮液的形式使用。根据需要，分散剂或增稠剂也可加入到聚合物中。这种混合物使用普通的混料机或分配器进行分散和混合，如溶解器、班伯里混合机、行星式拌和机、谷物磨粉机、开口捏和机或真空捏和机。然后，这些混合物使用一般的敷贴器，如空气喷枪、非空气喷枪或刷子沉积在纤维表面。
在不同的频率范围内吸声特性表现出明显差异的一组偶板矩活化剂，可以混入一种基体聚合物中，从而在广频率范围内具有复合的吸声效果。同样地，一组这样的偶极矩活化剂可以和一组不同的基体聚合物混合在一起，这些聚合物彼此的频率特性具有明显差异，或者单一的偶极矩活化剂与一组这样的彼此频率特性有差异的基体聚合物混在一起，提供一种扩展了的频率特性，用于噪声或声音的阻尼。
本发明的这种吸声纤维，可以制成吸声纱或纤维体。吸声纤维(纱)，可由一组不同的吸声纤维制成，这些吸声纤维最好是在不同的频率范围内具有不同的吸声性能。
这些吸声纱以单纤维或精纺纱的形式供应。单长丝纱或精纺纱的纤维长度、直径、纱数或股或原材料成分，根据具体要求而加以确定。
在不同的频率范围(500-1,000Hz,1,000-2,000Hz和2,000-3,000Hz)具有不同吸声特性的一组吸声纤维，可以粘合在一起并捻成单一的吸声纱或纤维体，构成一种复合的、在宽频范围内都有效的阻尼特性，即这种吸声纱尤其适用于频率在500-3000Hz范围内的吸声要求。
这种吸声纱，除了吸声纤维之外，还包括特种功能纤维如高强、阻燃或抗菌的纤维，制成具有多功能的纤维制品。
吸声纤维体除可制成其他形式之外，几乎与吸声纱相同。
吸声纤维体可以制成片材，如布、无纺布或纸，以及其他形式，如块、板、球、蜂窝或褶。为了制造无纺布或纸，可用吸声纤维直接进行加工。然而制备布料时，先把吸声纤维制做成吸声纱，再进行编织。纤维体也可由吸声纤维和纱复合而成。
在不同的频率范围表现出不同的吸声特性的多种吸声纤维，可以并合在一起，拧成单纱或纤维体，以便在宽频范围发挥出吸声效能。例如在500～1000Hz具有吸声能力的纤维与1000～2000Hz具有吸声能力的纤维复合，就可制成500～2000Hz频率范围内具有吸声能力的纤维纱线和织物，或者是在500～1,000Hz范围具有吸声效能的纤维纱编织成经线和纬线，制成500～2,000Hz范围内具有吸声能力的织物，或者将分别在500～1,000Hz、1000Hz～2000Hz和2000～3000Hz范围内具有明显吸声作用的纤维纱，编织成，在500～3,000Hz的频率范围内具有吸声效能网(knit)。
在无纺布方面，许多在不同的频率范围，吸声性能有差异的吸声纤维，可以组合在一起制成纤维织物，这些织物具有加宽效应，在一个宽频范围内都具有吸声效果。把在500～1,000和1,000～2,000Hz范围内具有吸声效能的纤维组合在一起，就可以得到适用于500～2000Hz频率的吸声无纺布。或者把各在500～1,000Hz,1,000～2,000Hz和2,000～3,000Hz的频率范围内具有吸声作用的纤维组合在一起，制成在500～3,000Hz范围内具有宽频吸声效果的无纺布。
吸声纸和如上所述的吸声无纺布做法相似。
除了把这种不同吸声纤维相互组合之外，吸声纤维体还可与高强、阻燃、抗菌和/或除臭等功能纤维复合，制成具有多种纤维功能的制品。
把吸声纤维体固定在纤维板、或合成树脂膜、波纹纤维板、木板、或金属板上，制成具有复合外型的吸声纤维板。
下面根据本发明的冲击吸收材料说明如下。
按照惯例，含有热塑性树脂如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚氨酯的泡沫冲击吸收材料，用作墙或栅栏、头盔的内衬、车辆和飞机内部饰品或汽车保险杆。
为了包装运输过程中易碎产品，如玻璃制品，使用了聚苯乙烯或聚氨酯合成树脂泡沫或保护板，它是由合成树脂板和波纹型合成树脂板层压而成，如图58所示，用来防止物品在运输过程中破损。
如图59所示的合成树脂的泡沫或蜂窝模制品，以单一的或复合的形式已经用于建筑材料，如墙材或地面材料或作为特种器材或石板屋顶，这些部位经受着如爆炸或地下水的冲击P。
把液体如水、气体如空气、或密封软箱体的胶体，已用作车辆气囊或鞋跟，起着防冲击的作用。
普通冲击吸收材料具有下列缺点。蜂窝或波型结构的垫子或者含有如聚氨酯这样的合成树脂泡沫的冲击吸收器，受到冲击之后逐渐发生变型或被破坏。当冲击除去之后，不能复原，阻尼能力也受到损伤。
由于这种普通冲击阻尼器，仅靠逐渐变形和遭受破坏来提供冲击阻尼能力，不能迅速形成足够强的冲击吸收能力，因此，不能有效地保护易碎产品。
除此之外，蜂窝或波形结构的冲击垫制造成本高普通的合成树脂冲击吸收泡沫，尽管加工容易，但不结实，在热、阳光或溶剂的作用下容易毁坏。
使用空气、水或凝胶普通的冲击吸收器，有冲击回复能力，每当受到冲击时可以提供冲击吸收能力。然而这种普通的冲击吸收器，只有容纳空气、水或凝胶的箱体做得比较大时，才能提供有效的冲击吸收能力，这就限制了它的应用。
根据本发明的冲击吸收材料或吸收器，可以解决上述难题，并且能大大提高冲击吸收能力。本发明的冲击吸收材料，即使做得很薄，也很结实，并且一旦受到冲击瞬就形成极强的冲击吸收能力，然后立即回复它的功能。
根据本发明的冲击吸收材料，可用作如体育场的墙体或栅栏、头盔内衬、车辆和飞机的内部材料、汽车保险杠、座、手柄、减震垫、建筑材料如地板、特种器材或经受冲击载荷P如爆炸或地下水冲击作用的岩石屋顶、体育用品如训练鞋、保护装置、手套或安全帽、医疗器械如石膏绷带、席子或支架、火炮基础，肩垫或防弹外套。
本发明的冲击吸收材料其特点在于基体材料中含有偶极矩活化剂，它可以增大基体材料的偶极矩。
基体材料的树脂组分，在工作温度应能提供有效的吸声能力。这种树脂是聚合物如聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、或者是它们的选择混合物。聚氯乙烯由于其模压性能且成本低廉，更受欢迎。当这种由聚合物组成的基体材料受冲击时，基体材料11中的偶极子12移位。偶极子12的移位是由于转动或相迁移造成的。
冲击能施加之前，基体材料11中的偶极子12是稳定的。当冲击能施对到基体材料11上时，基体材料11中的偶极子移位成为非稳态。然后立即复原成为稳态。
于是能量被有效地消耗了。本发明所特有的冲击吸收被认为是通过能量消耗造成的。
冲击吸收被认为是与极性材料11中的偶极矩有关。因此，基体材料11中的冲击吸收能力可以靠增加基体材料11中的偶极矩而得到提高。
偶极矩的大小受基体材料或树脂材料类型的制约。同一种聚合物材料的偶极矩也会随着温度而发生变化。偶极矩的大小还与冲击能量的强度有关。因此，在充分地考虑预期的工作温度和冲击能量强度之后，应对树脂材料加以选择，以便能够获得尽可能大的偶极矩。
在选择能够满足特定用途的聚合物基体材料时，不但要充分考虑基体材料的偶极矩的大小，而且还要对使用性能、加工性能、可利用性能、温度性能、耐候性以及价格等诸多因素加以考虑。
树脂组分与偶极矩活化剂混合，偶极矩活化剂能够增加树脂组分的偶极矩，它是含有巯基苯并噻唑基或苯并三唑基或者是含有二苯基丙烯酸酯基的化合物。
偶极矩的大小还与偶极矩活化剂有关。即使使用相同的偶极矩活化剂，偶极矩的大小也会随温度而发生变化。偶极矩还会受施加到基体材料上的冲击能的强度的影响。在充分地考虑工作温度和冲击能强度之后，应对偶极矩活化剂加以选择，以获得尽可能大的偶极矩。
为了选择适用的偶极矩活化剂，要充分地考虑偶极矩活化剂和树脂基体材料之间的互溶性，即两者的SP值应尽量接近。
本发明的冲击吸收材料，可以使用普通的熔化/混合设备如热辊、班伯里混合机、双轴捏和机或挤出机，混合树脂基体材料和偶极矩活化剂来制备，如果需要，上述混合物中还可加入防蚀剂、电控制剂、稳定剂或浸润剂。
如上所述，这种偶极矩活化剂混入冲击吸收材料的基体聚合物中可以大大增强基体材料的偶极矩。冲击吸收材料偶极矩的大小定义为A和B之间介电常数(ε′)之差，如图4所示。偶极矩的大小随着A和B之间介电常数(ε′)之差的增加而加大。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线，介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)两者之间的关系如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
通过对冲击吸收材料长期的研究，本发明人发现，吸收冲击的能力可以靠增加介电损耗因子(ε″)而得到提高。换句话说，表征聚合物电性能的介电损耗正切(tanδ)，事实上与表征动态特性的冲击回弹性(％)有关。
基于此，根据对冲击吸收材料介电损耗因子(ε″)的研究，本发明人还发现当在110Hz的频率下，介电损耗因子是50或更大时，材料具有高冲击回弹性(％)并能提供极强的振动吸收能力。
冲击吸收器外形不限于板材，根据具体应用条件还可以变化。把偶极矩活化剂混入树脂基体中，再加发泡剂，制成外形如图60所示的泡沫模制品。
在料筒内把混有偶极矩活化剂的树脂基体，进行处理和偶联配合，然后模塑成如图61所示的阻尼器。图62所示的阻尼器，可把树脂模塑成蜂窝形来制备，而如图58所示的阻尼器，可以使用波纹加工方法制造，即把波纹形模制件和平板放在一起压制而成。
用图60所示的冲击吸收筒与冲击吸收板材进行夹心层合，可以制成如图59所示的阻尼器。
根据本发明的冲击吸收器，也可安装在汽车的车身和传动轴间的前叉(front forks)上，吸收和降低由于路面振动而造成的冲击。
普通的前叉在轴侧外管和车身一侧内管之间有弹簧装置，弹簧的弹力可以起缓冲垫的作用，吸收或降低来自路面的冲击，和/或轴侧外管和车身一侧内管之间的密封油形成一个气垫，吸收和阻尼冲击。
然而，中间插入弹簧的前叉经受着由于反复使用造成的应力疲劳。经过长期使用之后，它将不能维持原有的能力。反之具有空气垫的前叉，需要大量的油才能提供足够的空气压力，这将大大增加成本和总重量。此外，这种普通的前叉机构，需要大量零件，如油封室、空气室、气缸或轴，它们进一步增加了成本。
既有弹簧又有阻尼器的前叉，安装在车体和轴上，将会大大改善冲击阻尼效果。然而，两种装置必须彼此平衡。这种平衡是一项很复杂的操作，需要专门的技能。
使用弹性体如橡胶或泡沫聚氨酯代替弹簧或阻尼装置的前叉，按照惯例也用在很多场合，主要是自行车，它结构简单且重量轻。
然而这种普通弹性体，吸收冲击的能力很低。这种前叉不能提供充足的吸收和降低冲击或振动的能力。
根据本发明的前叉，可以相当满意地解决这个问题。提供意想不到的冲击吸收能力。
图63中本发明的前叉，由轴侧外管12和可以活动的插入到外管12中的车体一侧的内管13组成，其中含有偶极矩活化剂的冲击吸收器14配置在内外管12和13之间如图所示。
冲击吸收器的基体材料可以是聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、或它们选择混合物。聚氯乙烯由于容易加工且价格低廉备受欢迎。
用这种聚合物作为基体材料，混入偶极矩活化剂制成的冲击吸收器，其中偶极矩的大小和冲击吸收能力之间的关系如下：在冲击吸收器中，冲击吸收的机理是施加到冲击吸收器上的冲击能，部分地转化成热能，形成冲击阻尼。通过对冲击吸收机理的研究，本发明人发现冲击吸收器基体材料中偶极子的移位和复原，提供了有效的能量阻尼。
详述如下，图1是冲击施加之前，冲击吸收基体材料11中的偶极子12的状态。偶极子12的排列是稳定的。当冲击施加后，在冲击吸收材料11中的偶极子12移位到一种不稳定的状态，如图2所示。它立即复原成为图1所示的稳定状态。
于是能量被吸收和阻尼。冲击吸收能力被认为是在冲击吸收基体材料11中的偶极子12的移位和复原的过程中，能量被消耗和转化的结果。
根据冲击吸收的这种机理，冲击吸收材料11的冲击吸收能力，靠增加冲击吸收材料11中的偶极矩可以大大提高。因此，为了获得极高的冲击吸收能力，选用分子本身就具有大偶极矩的基体材料，就是十分必要的了。
本身就具有大偶极矩的材料可以是极性聚合物，如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、和氯丁橡胶(CR)。
根据本发明的前叉，能够大大地吸收和降低来自路面的冲击，而且在-20至40℃的温度范围内起作用。使用玻璃化温度在或将在工作温度范围内的聚合物作为基体材料，是有利的。因为在接近于聚合物玻璃化温度时，材料的冲击吸收能力将达到最大值。
玻璃化温度将在工作温度范围之内的聚合物，可以是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、或苯乙烯-丁乙烯-丙烯腈共聚物，为了把这些聚合物的玻璃化转变温度(Tg)转变到工作温度范围之内，把增塑剂加入到上述聚合物中。这些增塑剂有邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯、或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)；上述聚合物还可以为固有的玻璃化转变温度在工作温度范围内的聚合物，如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)、或氯化聚乙烯。
在选择一种合适的基体材料时，不但要考虑分子的偶极矩和工作温度范围，而且材料的使用性能、加工性能、利用性能、温度性能、耐候性、以及价格等诸多因素都应充分地加以考虑。
混入基体聚合物的偶极矩活化剂，可以选自含有巯基苯并噻唑基或苯并三唑基的化合物，还可以是含有二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。
100重量份基体材料中偶极矩活化剂的加入量，优选的是10～200重量份。如果偶极矩活化剂的混入量不足10重量份，偶极矩不能得到充分地提高，然而如果偶极矩活化剂的混入量多于200重量份，那么偶极矩活化剂不能与基体材料充分地混合，或者是制品强度不高。
为了选择适合的偶极矩活化剂混入基体材料中，不但偶极矩的大小，而且偶极矩活化剂和基体材料之间的相溶性也应加以考虑，即两者的Sp值应尽量相互接近。
偶极矩的大小是由基体材料和偶极矩活化剂决定的。即使使用相同的基体材料和偶极矩活化剂，偶极矩的大小还会随工作温度而发生变化。偶极矩的大小还受施加到基体材料上能量的强度的影响。因此，在充分地考虑工作温度和声能强度之后，对基体材料和偶极矩活化剂应加以选择，以便提供尽可能大的偶极矩。
填料如云母片、玻璃片、玻璃纤维、碳纤维、碳酸钙、重晶石或沉淀硫酸钡，根据需要可以加入到基体材料中，以便进一步提高吸收能力。混入基体材料中的填料，优选的是10～80％重量。如果混入量不足10％重量，填料将不能充分地提高吸收能力。然而如果混入量多于80％重量，那么两者难以混匀，或者产品的力学强度下降。
使用普通的熔化/混合装置，如溶解器、班伯里混合机、planetary混合机、谷物磨、开放式捏和机和真空捏和机，把基体材料、偶极矩活化剂、或者根据需要选择加入填料、分散剂或增稠剂，加工制成用于前叉的本发明的冲击吸收材料。
如上所述，基体材料中加入偶极矩活化剂以极大地增加基体材料中的偶极矩，以便大幅度地提高冲击吸收能力。在冲击吸收材料中，偶极矩定义为A和B之间介电常数(ε′)之差，如图4所示。也就是说，如果A和B之间介电常数(ε′)之差增加，偶极矩也相应增加。
图4是介电常数(ε′)和介损耗因子(ε″)之间的相互关系曲线。介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
通过用作前叉的冲击材料长期的研究，本发明人发现能量吸收能力或冲击吸收能力，可以靠增加介电损耗因子(ε″)而加以提高。基于这一发现，通过对上述冲击吸收材料的介电损耗因子(ε″)的研究，本发明人还发现在110Hz的频率下，如果介电损耗因子是50或更大，那么材料将提供极强的振动吸收能力。
如图63所示，上述的冲击吸收材料置于前叉的外管和内管之间，以吸收和降低来自路面的冲击。
在图63中，参考数15表示的是把前叉11固定在车体上的支架。内管B插入外管12。冲击吸收材料14配置在外管12的底部和内管13的较低端，吸收和阻尼来自路面的冲击和振动。
图64和65是另外一种前叉11，它以向上和向下两种阻尼振动。图64所示的前叉11在轴侧16的上面有一根外管12，并且内管13通过支架15固定在车身上，内管13可以插入外管12中。T型支撑杆17安装在外管12的底部中心位置，螺形弹簧19安装在支撑杆17的上端和固定在内管13的下端的轴承盖(cap)之间，把内管13朝上推向外管。
内管13的较低端从支撑杠17的上端扩展到较低部位，制动器21安装在内管13的较低端，环形的冲击吸收材料14安装在制动器21和支撑杠17上端之间。
前叉11中，弹簧19朝上阻尼施加到插入外管12中的内管13上的冲击，而冲击吸收材料14朝下阻尼冲击。
冲击吸收材料的尺寸，可以适当选定。
根据本发明的冲击吸收材料，可作为紧固带使用，如下所示。
近些年来，按照惯例冲击吸收带可用作运动器材，如网球或羽毛球拍、棒球球棒或高尔夫球杆或自行车或摩托车、或工具如锤子的把手。
这种具有普通的振动阻尼带的运动设备或把手，或手工工具，提供的冲击吸收能力很有限。因此它们的用户在使用这些设备时仍感到不适，最终它们的肘(弯头处)会遭到破坏。
因此，专业人员或技工以及普通民众，需要一种紧固带，它能提供大大改善的振动阻尼能力。
一般市售的紧固带，通常包括泡沫树脂材料如聚氯乙烯或聚氨酯泡沫。
由于这种泡沫树脂材料的冲击吸收能力不强，普通的紧固带提供的冲击吸收能力有限。
根据本发明的紧固带，可以圆满地解决这一技术难题。并且冲击吸收能力之好，出乎人们的预料。
图66所示的阻尼带11，是由一层带状的基片12组成的。图67所示的紧固带11，在它的带状基片12以下，有一粘合剂层13。图68所示的紧固带11，在基片12中有很多通孔14，用于通风，从用户处排除潮气。
根据本发明的紧固带的外形，以具体的应用或使用条件而加以变化。例如可以在紧固带的表面制成凹和凸外形，以改善其紧固能力，或者在基片下面设置一层粘合剂吸收振动。
根据本发明的紧固带的基片说明如下。基片基体材料可以是聚合物如聚氯乙烯，聚乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、或它们适当的混合物。聚氯乙烯由于容易加工和价格低廉尤其受欢迎。
这种聚合物的基片中，偶极矩的大小和冲击吸收能力之间的关系如下。施加到紧固带上的冲击振动，部分地转化成热。这种能量转化使作用到紧固带上的冲击振动受到了阻尼。通过对冲击吸收机理的研究，本发明人发现，在带状基片中偶极子的移位和复原形成了极强的能量阻尼能力。
详细说明如下，图1是冲击施加之前，带状基片(基体材料)11中偶极子的排列方式，偶极子12是稳定的。当冲击或振动施加到该基片时，偶极子12移位成为非稳态，如图2所示。然后它立即复原成为图1所示的稳定状态。
于是能量被大量地吸收或消耗了。冲击吸收作用被认为是通过带状基片11中的偶极子的移位和复原而形成的能量吸收的结果。
根据这一假设，带状基片11的冲击吸收能力，可以靠增加带状基片11中的偶极矩来加以提高。因此，带状基片材料的分子应有大偶极矩，才能形成强有力的冲击吸收能力。
本身就具有大偶极矩的材料可以是极性聚合物，如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、和氯丁橡胶(CR)。
这种带状物通常在-20至40℃的温度范围内使用，为了获得最大的阻尼效果，根据本发明人的经验，聚合物的玻璃化转变温度在或将在工作温度范围之内，这是十分必要的。这是因为在玻璃化转变温度，聚合物能形成最有效的阻尼作用。
聚合物其玻璃化转变温度，将在这样的工作温度范围的聚合物可以是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、或苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，为了把这些聚合物的玻璃化转变温度(Tg)转变到工作温度范围，其中加有增塑剂如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)，上述聚合物还可为本身的玻璃化转变温度(Tg)在工作温度范围的聚合物，如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)、和氯化聚乙烯。
在选择适当的带状基片材料时，不仅基体聚合物的偶极矩的大小、工作温度范围，而且使用性能、加工性能、可利用性、温度性能、耐热性和价格等诸多因素也应加以充分考虑。
混入带状基片中的偶极矩活化剂，可以是多种选自含有巯基苯并噻唑基或苯并三唑基的化合物，或者是二苯基丙烯酸酯基的化合物如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。
100重量份的带状基片中偶极矩活化剂混入量，优选的是10～200重量份。如果混入量不足10重量份，那么偶极矩的大小将不能得到明显增加，然而如果混入量多于200重量份，那么偶极矩活化剂与带状基片混合不匀，或者是产品的力学完整性被削弱。
为了选择适合的偶极矩活化剂混入带状基片中，不仅偶极矩的大小，而且偶基矩活化剂和带状基片两者之间的互溶性，也应充分地加以考虑，即两者的SP值应尽量接近。
偶极矩的大小，由带状基片材料和偶极矩活化剂决定，即使使用同样的材料，偶极矩的大小也会随工作温度而发生变化。偶极矩的大小还受施加到带状基片上能量的强度的影响。因此，在考虑可能的工作温度以及施加能量强度的前提之下，应对带状基片材料和偶极矩活化剂加以选择，以便获得尽可能大的偶极矩。
填料如云母片、玻璃片、玻璃纤维、碳纤维、碳酸钙、重晶石或沉淀硫酸钡，还可加入到带状基片中，以便进一步提高材料的冲击吸收能力和增加材料的力学强度。在带状基片中，填料的混入量优选是10-80％重量。如果混入量不足10％重量，那么填料将不能充分地改善吸收能力。然而，如果混入量多于80％重量，那么两种材料将会混合不匀，或使带状产品的力学完整性受损。
本发明的紧固带可以用普通的熔化/混合装置，如熔解器、班伯里混料器、P1anetary混料器、谷物粉碎机、开口捏和机或真空捏和机，把基片和偶极矩活化剂混均，根据需要还可混入填料如分散剂或增稠剂，制成本发明的紧固带。
如上所述，在带状基片中混入偶极矩活化剂，以增强极偶矩并大幅度地提高冲击吸收能力。在含有偶极矩活化剂的带状基片中，偶极矩的大小定义为A和B之间介电常数(ε′)之差，如图4所示。即A和B之间介电常数之差加大，偶极矩也相应增加。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线。介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
通过对紧固带的研究，本发明人发现，靠增加介电损耗因子(ε″)，能量或冲击的吸收能力可以得到提高。
本发明人还发现，在110Hz的频率下，如果介电损耗因子是50或更大的话，那么它具有极强的冲击吸收能力。
根据本发明的冲击吸收材料，同样也可用作鞋底。
普通的冲击吸收功能的鞋，使用泡沫树脂材料，如聚氯乙烯或聚氨酯做鞋底。
由于这种泡沫树脂材料的冲击吸收能力很有限，所以普通的鞋底不能充分地阻尼冲击或吸收振动。
一些普通鞋底使用了内底，这种内底是两块片材拼合在一起，形成大量气室，再把液体硅树脂、聚氨酯或橡胶注入其中制成的。
虽然这种鞋底的冲击吸收能力稍有提高，然而形成的冲击吸收能力仍感不足。此外，这种鞋底结构复杂且制造成本也高。
根据本发明的鞋底，可以圆满地解决上述技术难题，形成极高的冲击吸收能力，出人意料。
如图69所示的鞋11，在皮革12下方是由薄而软的内底13，位于内底13之下由冲击吸收材料制成的中底14，和设置在中间鞋底14以下耐磨外底15组成的多层鞋底16。
使用本发明的鞋底做成的具有吸收冲击功能的鞋，可根据需要对其结构和外形进行专门设计。
鞋的功能也可根据需要进行设计。例如把具有耐磨性能的冲击吸收材料贴合到如图69所示的鞋11的外底15上，以改善鞋的冲击吸收能力。
根据本发明的冲击吸收材料，含有偶极矩活化剂，增加其偶极矩，用这种材料作成本发明的鞋底(图69是鞋11的中底14)。
用作鞋底的冲击吸收材料，现在进行详细说明。这种冲击吸收材料的基体材料，可以是聚合物，如聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、或它们的选择混合物。聚氯乙烯容易加工且价格低廉，备受欢迎。
这种聚合物冲击吸收基体材料中，偶极矩的大小和冲击吸收能力之间的关系如下。冲击吸收材料中，冲击吸收的一般机理是冲击如振动，撞击鞋底(冲击吸收材料)，部分地转化为热，即冲击能力转化为热并受到阻尼。通过对用于鞋底的冲击吸收材料的冲击吸收机理的研究，本发明人发现冲击材料(基体材料)中偶极子的移位和复原造成了大量能量阻尼。
详细情况如下，图1是冲击施加前冲击吸收材料(基体材料)11中的偶极子12的排列状态。偶极子12的排列是稳定的。当冲击施加到基体材料上时，冲击吸收材料11中的偶极子12移位成非稳态，如图2所示。然后它立即复原成稳定态(如图1所示)。
于是，能量被吸收和阻尼。冲击吸收能力，被认为是通过冲击吸收材料11中偶极子的移位和复原，造成能量被吸收的结果。
根据这种冲击吸收机理，冲击吸收材料11的冲击吸收能力，靠增加冲击吸收材料11中的偶极矩，而得到提高。因此，分子本身就具有大偶极矩的聚合物，具有较强的冲击吸收能力。
本身就具有大偶极矩的聚合物，可以是极性聚合物，如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、或氯丁橡胶(CR)。
根据本发明的鞋底(图69所示的中层底14)，预计可用于-20至40℃的温度范围。使用玻璃化温度在，或将要在工作温度范围内的聚合物是很有利的。根据本发明人的经验，冲击吸收能力在接近聚合物的玻璃化转变点时，可以达到最大值。
玻璃化转变温度将在工作温度范围内的聚合物有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、或苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，为了使其玻璃化转变温度转变到工作温度范围，把增塑剂加入到上述聚合物中，增塑剂有邻苯二甲酸二-2-乙基己酯、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)。上述聚合物还可为玻璃化转变温度(Tg)本身在工作温度-20至40℃的范围内橡胶聚合物。这些橡胶聚合物如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)或氯丁橡胶。
在选择适用的基体材料时，不但聚合物的偶极矩的大小，工作温度范围，而且使用性能、加工性能、可利用性、温度性能、耐候性和价格等诸多因素都应充分地加以考虑。
混入用作鞋底的冲击吸收材料中的偶极矩的活化剂是一些含有巯基苯并噻唑或苯并三唑基的化合物，或者是含有二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。
100重量份的基体材料中，偶极矩活化剂的加入量优选的是10～200重量份。如果混入量不足10重量份，那么偶极矩增加不够充分。然而，如果混入量多于200重量份，那么偶极矩活化剂将不能与基体材料充分地混合，导致制品力学活度下降。
为了选择适合的偶极矩活化剂混入基体材料中，不但偶极矩的大小，而且偶极矩活化剂与基体材料之间的互溶性，也应充分地加以考虑，即两者的SP值应尽量相互接近。
偶极矩的大小，受基体材料和偶极矩活化剂的影响。即使使用相同的材料，偶极矩的大小也随温度而发生变化。偶极矩还受施加到基体材料上的能量强度的影响。因此，在充分考虑预期温度和能量强度的前提之下，还应对基体材料和偶极矩活化剂的品种加以选择，以便能得到尽可能大的偶极矩。
填料如云母、玻璃片、玻璃纤维、碳纤维、碳酸钙、重晶石或沉淀硫酸钡，可根据需要选择加入到基体材料中，进一步提高吸收能力，以及材料的力学完成性。混入到基体材料中的填料用量，优选的是10～80％重量。如果混入的填料不足10％重量，加入的填料不能充分地提高吸收能力，然而如果混入的填料多于80％重量，那么填料在基体材料中混合不匀，并且有损产品的力学强度。可以使用普通的熔化和混料设备，如熔解器、班伯里混料机、p1anetarymixer，混料机、谷物粉碎机、开口捏和机或真空捏合机，把基体材料和偶极矩活化剂以及根据需要加入的填料、分散剂或增稠剂，经混合而制成本发明鞋底冲击吸收材料。
如上所述，为了提高冲击吸收能力，把偶极矩活化剂混入基体材料中，大大增强了偶极矩。在基体材料中含有偶极矩活化剂的冲击吸收材料，它的偶极矩定义为A和B之间介电常数(ε′)之差，如图4所示。即A和B之间的介电常数(ε″)之差增加，偶极矩也相应增大。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线。介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
通过对用作鞋底的冲击吸收材料长期研究，本发明人发现能量或冲击吸收能力，靠增加介电损耗因子(ε″)可以得到提高。
通过对上述冲击吸收材料介电损耗因子(ε″)的研究，本发明人发现如果在10Hz的频率下介电损耗因子是50或更大时，材料的冲击吸收能力极强。
下面是根据本发明的电磁波吸收材料的说明。
金属片，习惯上用来屏蔽来自电子设备的电磁波。由于可以大批生产且成本低廉，经常用塑料制作电子设备的壳体，由于塑料透过电磁波，所以会导致电磁波的泄漏。
为了防止电磁波的泄漏，人们采取了多种措施。例如用烧结和模压制成的铁氧体(ferrite)电磁波吸收片。这种吸收片吸收电磁波的能力很有限，而且它们加工和模塑困难，质脆，很难进行大批量生产。
为了解决上述技术难题，在树脂材料中混入了铁氧体粉。然而这种材料吸收电磁波的能力，仍然很有限，而且由于表面积大，铁氧体粉难以和聚合物混合均匀，最终得到的产品很脆、容易破损。
也曾有人以碳粉或碱土金属的钛酸盐粉末替代铁氧体粉，但是它们的电磁波吸收能力仍不理想。
根据本发明的电磁波吸收材料，可以很圆满地解决普通电磁波吸收材料遇到的技术难题。本发明的材料电磁波吸收能力极强，而且材料结实、容易加工。
本发明的电磁波吸收器的基体材料，可以是聚合物，如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、聚氨酯、聚乙烯醇缩甲醛、环氧树脂、酚醛树脂、尿醛树脂或有机硅树脂或橡胶聚合物，如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、或氯丁橡胶(CR)。
本发明的电磁波吸收材料或吸收器，含有偶极矩活化剂，它能增加基体材料的偶极矩。偶极矩的大小和电磁波吸收能力之间的关系说明如下。电磁波是电磁振荡在真空或物质中的传播。在电磁波吸收材料中，一般电磁波的吸收机理是施加到电磁波吸收材料上的电磁波，部分地被转化成热量。通过这种能量转化，电磁场的振动被阻尼。通过对电磁波吸收机理的研究，本发明人发现电磁波吸收器的基体材料中，偶极子的移位和复原，大大地促进了能量的转化。
下面做详细说明。图1是电磁波(电磁场的振荡)尚未施加之前，基体材料11中的偶极子12的典型排列方式，偶极子处于稳态。当电磁波施加之后，基体材料11中的偶极子12移位成为一种不稳定态，如图2所示。然后，它立即复原为如图1所示的稳态。
于是能量被吸收或转化，本发明电磁波吸收能力被认为是通过基体材料11中偶极子12的移位和复原造成的能量转化的结果。
根据电磁波吸收的这种机理，基体材料11的电磁波吸收能力，可以靠增加基体材料11的偶极矩而得到提高。这样为了提高电磁波的吸收能力，使用分子本身具有大偶极矩的基体材料，就是十分必要的了。
本身就具有大偶极矩的聚合物，可以是极性聚合物如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、或氯丁橡胶(CR)。这些聚合物结实且容易加工。
根据本发明的电磁波吸收材料，可用于电子设备，在约-20至40℃的工作温度范围内，电磁波吸收能力达到最高值，是十分必要的。
为了在工作温度范围内，使电磁波的吸收能力达到最大值，根据本发明的电磁波吸收材料，用玻璃化转变温度在或将在工作温度范围的聚合物作为基体材料，这些聚合物有聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、或苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，为了把玻璃化转变温度转变到-20至40℃的工作温度范围内，在上述聚合物中加入增塑剂，如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)。上述聚合物还可为橡胶聚合物，它们本身的玻璃化转变温度(Tg)就在-20至40℃的工作温度范围，这些聚合物有丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶(R)、或氯化聚乙烯。
在选择用于基体材料的聚合物时，不但分子偶极矩的大小，工作温度范围，而且材料的强度、加工性、使用性、模塑性、可利用性、温度性、耐候性以及价格等诸多因素等都应充分地加以考虑。
混入基体材料中的偶极矩活化剂，可以是多种具有巯基苯并噻唑基或苯并三唑基的化合物，还可以是含有二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。
100重量份的基体材料中，偶极矩活化剂的用量优选的是10-200重量份。如果混入的偶极矩活化剂的量不足10重量份，那么偶极矩增加的幅度太小，然而如果混入量多于200重量份，偶极矩活化剂，与聚合物基体材料难以混合均匀。
为了选择适合的偶极矩活化剂混入到基体材料中，偶极矩活化剂和基体材料聚合物之间的互溶性，应充分地加以考虑，即两者的SP值应该尽量彼此靠近。
偶极矩的大小受基体材料和与其混合的偶极矩活化剂的影响。偶极矩还随工作而发生变化，并且受施加到基体材料上能量强度的影响。因此，在考虑预期温度和能量强度的前提下，应对基体材料和偶极矩活化剂加以选择，以便得到尽可能大的偶极矩。
如上所述，含有偶极矩活化剂的电磁波吸收材料，具有很强的电磁波吸收能力。电磁波吸收材料(基体材料)偶极矩的大小，定义为A和B之间介电常数(ε′)之差，如图4所示。即如果A和B之间介电常数(ε′)之差增加，那么偶极矩也相应提高。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线。介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
通过对电磁波吸收材料的研究，本发明人发现，吸收能量的能力或电磁波吸收能力，可以靠增加介电损耗因子(ε″)而得到提高。
本发明人发现，如果在110Hz频率下介电损耗因子是100或更大，那么本发明的材料具有极强的电磁波吸收能力。
由于要应付不用电磁频率范围的要求，在特定的频率范围，材料具有适用的专门的电磁波吸收特性，这是很必要的。为了满足这一要求，本发明的电磁波吸收材料包括经过精心地选择的基体材料和偶极矩活化剂。要求不同的基体材料和偶极矩活化剂，在不同的频率范围表现出不同的电磁波吸收特性。因此，应选用在不同的电磁波频率范围，具有强的电磁波吸收能力的基体材料和偶极矩活化剂。
需要一种单一的能够有效地覆盖宽频率范围的电磁波阻尼器。这一要求可以通过具有不同频率特性的多种电磁波吸收材料复合的方法来满足。或者是把多种在不同频率范围具有不同的电磁波吸收峰值的偶极矩活化剂和显现不同频率特性的不同基体材料混合，也可用具有不同频率特性的多种偶极矩活化剂和一种基体材料混合来制备上述电磁波吸收材料。
这种复合型电磁波吸收器可以如下制备，例如把分别在500～1,000MHz和1,000～2,000MHz具有电磁波吸收峰值的两种片材，通过层压或粘合工艺复合在一起，成为一种复合型片材。这种电磁波吸收片材在500～2,000MHz的频率范围具有有效的电磁波吸收特性。
分别在500～1,000MHz和1000～2,000MHz的频率范围内具有电磁波吸收特性的两种偶极矩活化物或化合物，混入同一种基本特料中，将该混合物模压成片。这样就制成了在500-2,000MHz的频率范围内具有电磁波吸收特性的吸收片。这种具有实用价值的吸收器，也可以是单一片材，无需层压或粘合等复合工艺。
根据本发明的电磁波吸收材料，可以是合成树脂膜如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和纤维片，如纸、布、或无纺布压制而成的复合材料。
本发明的电磁吸收材料或吸收器，可用作电磁波吸收涂料。
一般的电磁波吸收涂料，都含有金属粉末，如铁素体粉、或粉末状的碱土金属的钛酸盐或无机粉末如碳粉。
这种普通的电磁波吸收涂料，电磁波吸收能力不强，为了提供充足的电磁波吸收能力，其中掺入大量的无机粉末。此外，为了增强电磁波吸收能力，电磁波吸收层需要20～30mm厚。这样的电磁波吸收器很重，容易脱落。所有这些都是限制其在电子和通讯设备或飞机等行业中使用的不利因素。
根据本发明的电磁波吸收涂料，可以圆满地解决这些难题。它可以做成既薄又轻的电磁波吸收片，电磁波吸收能力很强。
本发明的电磁波吸收涂料，含有偶极矩活化剂，它能增大偶极矩。
偶极矩的大小和电磁波吸收能力之间的关系，说明如下。众所周知，电磁波是电磁场在真空或物质中的振荡。电磁波施加到电磁波吸收片，部分地转化为热能，导致能量的转化或阻尼。经过研究，本发明人发现电磁波吸收涂料中的偶极子的移位和复原提供了另外一种极强的能量吸收。
详细说明如下。图1是本发明的电磁波吸收涂料，在电磁波施加之前，电磁波吸收层(基体材料)11中偶极子12的排列方式，偶极子12是稳定的。电磁波施加之后，电磁波吸收层11中的偶极子12发生移位成为如图2所示的非稳态，然后立即复原成为图1所示的稳定态。
于是能量被吸收或消耗。电磁波的吸收能力被认为是通过电磁波吸收层11中偶极子的移位和复原，导致的能量吸收和转化的结果。
涂料的基体材料，可以是聚合物如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、苯乙烯丁二烯-丙烯腈共聚物、聚氨酯、聚乙烯醇缩甲醛、环氧树脂、酚醛树脂、尿醛树脂、或有机硅或橡胶聚合物如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、畀戊二烯橡胶(IR)、或氯丁橡胶(CR)。
根据上述电磁波吸收机理，电磁波吸收层11的电磁波吸收能力，靠增加电磁波吸收层11中的偶极矩可以得到提高。因此，为了得到强有力的电磁波吸收能力，选用分子本身就具有大偶极矩的聚合物是很有利的。
分子本身就具有大偶极矩的聚合物，可以是极性聚合物，如聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、和氯丁橡胶(CR)。
根据本发明的电磁波吸收涂料，应用于电子、通讯设备、车辆、飞机、室内材料或电器设备上。所以在-20至40℃的工作温度范围内，电磁波的吸收能力达到最大值，是非常必要的。
为了在工作温度范围内使电磁波的吸收能力达到峰值，本发明建议电磁波吸收涂料包括玻璃化转变温度在或将在工作温度范围的聚合物。玻璃化转变温度将在工作温度范围的聚合物有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物。为了把玻璃化转变温度(Tg)降低到-20至40℃的工作温度范围，在上述聚合物中加入增塑剂，如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)。上述聚合物还可以为本身的玻璃化转变温度(Tg)在-20至40℃的工作温度范围的橡胶聚合物，如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶或氯化聚乙烯。
在选择适合的涂料基体材料时，不仅分子偶极矩的大小和工作温度范围，而且材料的可使用性、加工性、可利用性、温度性能、耐候性和价格等诸多因素也应充分地加以考虑。
偶极矩活化剂可以是多种含有巯基苯并噻基或苯并三唑基的化合物，或者是含有二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3二苯基丙烯酸酯。
100重量份的涂料基体材料中，偶极矩活化剂的加入量是10-200重量份，如果混入的偶极矩活化剂小于10重量份，偶极矩增加的幅度很有限，然而如果混入的偶极矩活化剂多于200重量份，那么偶极矩活化剂与涂料基体材料难以混合均匀，而且强度也不高。
为了选择适合的偶极矩活化剂混入涂料的基体材料中，偶极矩活化剂和涂料基体材料两者间的互溶性应充分加以考虑。即两者的SP值应该彼此充分地接近。
偶极矩的大小受涂料的基体材料和偶极矩活化剂的影响。同一种化合物在不同的温度下，其偶极矩的大小也不相同。偶极矩的大小，还受施加到涂料上的能量的强度的影响。因此，为了提高尽可能大的偶极矩，在充分地考虑预期温度和能量强度的前提下，对涂料基体材料和偶极矩活化剂应加以选择。
电磁波吸收涂料应适用于不同的频率范围。因此，需要提供一种能覆盖宽频范围的电磁波吸收涂料。为了满足这一要求，电磁波吸收涂料可以包括多种不同的基体材料和偶极矩活化剂。把在不同频率范围具有不同频率吸收特性的多种涂料基体材料和偶极矩活化剂组合在一起，可以形成一个宽频范围的电磁波中吸收特性。
需要能在宽频范围使用的电磁波吸收器。在不同频率范围电磁波吸收性能有差异的偶极矩活化剂与基体材料，作为涂料组分混合在一起，就可以制成上述产品。
分别在500～1,000MHz和1,000～2,000MHz的频率范围内具有电磁波吸收性能的涂料基体材料和偶极矩活化剂进行混合，所得电磁波吸收涂料在500～2,000MHz的频率范围内，具有明显的电磁波吸收功能。
分别在500～1,000MHz和1,000～2,000MHz频率范围内，达到电磁波吸收能力最高值的两种偶极矩活化剂，可以混入同一种涂料基体材料中，这样制成的电磁波吸收涂层，可以在500～2,000MHz的频率范围内，具有明显的电磁波吸收功能。
填料，如云母片、玻璃片、玻璃纤维、碳纤维、碳酸钙、重晶石或沉淀硫酸钡等也可以加入到涂料材料中去，进一步提高电磁波的吸收能力和漆膜强度。涂料中填料的加入量，优选的是10～90％重量。如果填料的加入量不足10％重量，填料对吸收能力的提高贡献不大，然而如果填料加入量多于90％重量，填料在涂料中很难混匀，并且漆膜的完整性也会降低。
根据本发明的电磁波吸收涂料，可以制成乳液。制法是先把涂料基体材料、偶极矩活化剂和选定的填料进行混合，然后再把这种混合物分散在水或乙醇中。分散剂、润湿剂、增稠剂、消泡剂或颜料如果需要，也可以加入到涂料中。本发明的电磁波吸收涂料，是用普通的熔化和混合装置如溶解器、班伯里混合机、planetary混合机、谷物磨粉机、开放式捏和机或真空捏和机，把涂料基体材料和偶极矩活化剂、分散溶剂如水或醇，以及填料、分散剂或者必要时加入增稠剂，进行混合，再分散混合而成。
电磁波吸收涂料，可以用普通的空气喷枪、无气喷枪或刷子进行涂覆施工。
如上所述，偶极矩活化剂混入涂料材料中，增加偶极矩为的是使电磁波吸收层具有强的电磁波吸收能力。
电磁波吸收层中偶极矩的大小，定义为A和B之间介电常数(ε′)之差，如图4所示。如果A和B之间介电常数(ε′)之差增加，那么偶极矩也增加。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线。介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系给出如下；介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
通过对电磁波吸收涂料的研究，本发明人发现，能量吸收能力或电磁波吸收能力，能够靠增加介电损耗因子(ε″)而得到提高。
本发明人还发现，当在110Hz的频率下，介电损耗因子是100或更大时，本涂料具有极强的电磁波吸收能力。
根据本发明的防振材料(vibration-proof material)，说明如下。
橡胶材料如丁基橡胶和NBR，由于容易加工并具有足够高的力学强度，是传统的防振材料。
这种橡胶材料的振动防护能力(振动能的隔离层或减振能力)是较强的，然而单独使用仍感防振能力不足。因此，为了保护建筑物和设备免于振动造成的损伤，这种材料已经以复合的方式加以利用，如橡胶/钢板制成复合板，或者这种复合板再和铅芯或油阻尼器组合在一起，靠塑性变形吸收振动能。
用作振动屏蔽的这种普通的橡胶材料，为了提供充足的振动阻尼能力，需要以复合的方式加以利用。这样一来，它的防振结构必然变得复杂。所以人们一直在寻求一种改性的防振材料。
日本公开特许公报No2-308835和No2-34643已经公开了一种防振性能得到改善的橡胶组合物。然而，为了提供足够高的屏蔽振动能力，这些已公开的橡胶组合物，要求含有大量的碳。例如100重量份的橡胶材料混入40-50重量份的碳黑，使得这些橡胶组合物的强度和耐蠕变性能大大降低。
根据本发明的防振材料，可以圆满地解决这个技术难题，并且屏蔽保护效果大有改进，结实而且容易加工。
本发明的振动屏蔽材料，在其基体材料中含有偶极矩活化剂，它能增加基体材料的偶极矩。
首先，说明偶极矩的大小与与防振能力之间的关系。图1是振动能施加之前，基体材料11中的偶极子的排列方式，这些偶极子12是处于稳态。如果施加振动能，基体材料11中的偶极子12发生移位，成为非稳态如图2所示。然后，偶极子12立即复原成为稳态如图1所示。
于是能量被消耗。防振能力被认为是由基体材料11中的偶极子12的移位和复原造成的能量消耗的结果。
基体材料11的振动屏蔽能力，靠增加基体材料11的偶极矩可以得到提高。因此，为了提高防振能力，基体材料的分子应具有大的偶极矩。
本身就具有大偶极矩的聚合物，可以是极性聚合物，如聚氯乙烯：氯化聚乙烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、或氯丁橡胶。这些极性聚合物机械强度高而且容易加工。
根据本发明的振动阻尼材料，可用于汽车、室内材料、建筑材料、和电气设备。因此，在-20至40℃的工作温度范围内，使其振动能屏蔽能力达到最大值，就是十分必要的了。
为了在工作温度范围内使其振动能的吸收能力达到最大值，本发明的振动屏蔽材料包含了一种玻璃化转变温度在或将在工作温度范围的聚合物，作为基体材料。玻璃化转变温度将在工作温度范围的聚合物，有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、或苯乙烯-丙烯腈共聚物，为了把玻璃化转变温度转变到工作温度范围，在上述聚合物中加入了增塑剂，如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、或邻苯二甲酸二异壬酯。上述聚合物还可以为玻璃化转变温度在-20至40℃的工作温度范围的橡胶聚合物，例如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)、或氯化聚乙烯。
在选择适当的聚合物用作基体材料时，不但分子的偶极矩的大小和工作温度范围，而且使用性能、加工性能、可利用性、温度性能、耐候性和价格等诸多因素都应充分地加以考虑。
偶极矩活化剂可以是多种含有巯基苯并噻唑基或苯并三唑基的化合物或者是含有二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯。
100重量份的基体材料中，偶极矩活化剂的混入量，优选的是10-300重量份。如果偶极矩活化剂的混入量不足10重量份，那么偶极矩的增加很有限，然而如果偶极矩活化剂的混入量多于300重量份，那么偶极矩活化剂将不能和基体材料充分混合。
为了选择适合的偶极矩活化剂混入基体材料中，偶极矩活化剂和基体材料之间的互溶性应充分地加以考虑，即两者的SP值应彼此尽量接近。
偶极矩的大小取决于基体材料和偶极矩活化剂。即使两者的品种固定，偶极矩的大小还会随温度而发生变化，并且受施加到基体材料上的振动能的强度的影响。因此，在充分地考虑工作温度和振动能强度的前提之下，基体材料和偶极矩活化剂应加以选择，以便获得尽可能大的偶极矩。
填料如云母片、玻璃片、玻璃纤维和碳纤维、碳酸钙、重晶石或沉淀硫酸钡，也可以混入到基体材料中，以进一步改善防振能力。
根据本发明的振动阻尼材料，可以通过混合基体材料和偶极矩活化剂混合而成，如果需要还可在上述混合物中混入一种或多种填料。根据使用要求，这种材料可以制成多种形式，如片、块、粒或纤维。根据使用要求，防振材料的形状和尺寸可以进行控制，以便获得不同的共振频率特性。
如上所述，本发明的振动屏蔽材料，具有极强的防振能力。振动材料的偶极矩定义为A和B之间介电常数(ε′)之差，如图4所示。如果A和B之间的介电常数(ε′)之差加大，则偶极矩也相应增加。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线。介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系给出如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
通过对振动吸收材料的研究，本发明人发现防振能力(ξ)可以靠增加介电损耗因子(ε″)而得到提高。即表征聚合物电学性能的介电损耗正切(tanδ)，相当于表征动态弹性的弹性正切(tanδ)。弹性正切(tanδ)和表征防振能力等级的防振比(ξ)之间的关系如下：ξ=tanδ/2。
本发明人还发现在110Hz的频率下，材料的介电损耗因子(ε″)是50或更大，那么这种材料具有高弹性正切(tanδ)值或高阻尼比(ξ)(后者正比于弹性正切)，并且能够提供极强的振动屏蔽功能。
根据本发明的压电材料，现在说明如下：
普通的压电材料是通过烧结压电陶瓷，再经极化而成。陶瓷有锆钛酸铅(lead Zirconatetilanate)(PZT)或钛酸钡。
这种压电材料质脆、难以大面积加工。此外，压电材料通常都很昂贵。
另外一种压电聚合物是拉伸的含氟树脂如PVDF，再经极化处理而制成的。
虽然质脆的性质有所改善，然而这种压电材料性能不如压电陶瓷，并且由于需要拉伸和极化处理，因此更加昂贵。
然而，另有一种压电材料也已公开，它是把压电陶瓷和压电聚合物复合在一起成为复合材料。
即使这种复合压电材料，也不可避免地具有普通压电材料的上述缺点。
根据本发明的压电材料，可以圆满地解决这些技术难题，并且不需要拉伸和极化处理。本发明的这种材料虽然不贵，但是具有极好的压电性能。
本发明的压电材料，其特征是在其基体材料中混入了偶极矩活化剂，以此来增加该压电材料的偶极矩。
这种压电材料的基体材料可以是聚合物，如聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、或它们的选择混合物。聚氯乙烯容易加工且价格低廉备受欢迎。
由聚合物作为基体材料的压电材料中，偶极矩的大小和压电性能之间的关系如下：众所周知，如果在压电材料上施加应力，在压电材料的另一面就会出现反电荷，电荷的多少与应力成正比。如果在压电材料上施加电场，就会发生变形。变形量与电场强度成正比。含有聚合物的压电材料是通过冻结聚合物主链和侧链中的偶极矩取向，造成的极化作用来产生压电性能的。
这一特性是由能量转化造成的。当研究压电材料的压电性能机理时，本发明人发现压电材料中偶极子具有一定的自由度，可以发生移位，然后复原成为稳态，消耗能量并形成极好的压电性能。
下面加以详述，图1是未施加能量(应力)之前，压电基体材料11中偶极子12的排列方式，偶极子12是处于稳态。当施加能量时，压电基体材料11中的偶极子12移位，成为如图2所示的非稳态，然后立即复原成为如图1所示的稳态。
于是能量被有效地转化了。超压电性质被认为是通过压电基体材料11中的偶极子12的移位和复原造成的能量转化的结果。
压电性能可以靠增加压电材料(基体材料)11中的偶极矩来增强。
因此，最好是选用本身就具有大偶极矩的聚合物材料，这样能形成强压电性能。
本身就具有大偶极矩的聚合物，是极性聚合物，如聚氯乙烯、氯化聚二烯、丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、和氯丁橡胶(CR)。
当本发明的压电材料用于传感器，传动装置、或超声马达时，它经受的工作温度大约是-20至40℃。最好是使用玻璃化转变温度在或将在工作温度范围的聚合物作为基体材料，这是因为在接近聚合物的玻璃化转变温度时，压电能力达到最高值。
玻璃化转变温度将在这个工作温度范围内的聚合物有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物。为了把玻璃化转变温度转变到工作温度范围，在上述聚合物中加入增塑剂如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)。上述聚合物还可以为玻璃化转变温度本身在工作温度范围的橡胶聚合物，例如丙烯酸橡胶(ACR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)、或氯化聚乙烯。
在选择适用的基体材料时，不但分子偶极矩的大小和工作温度范围，而且加工性、可利用性、温度性质、耐候性和价格等诸多因素都应充分地加以考虑。
根据本发明的压电材料，混入基体材料的偶极矩活化剂可以是多种含有巯基苯并噻唑基或苯并三唑基的化合物，还可以是含有二苯基丙烯酸酯基的化合物，如乙基-2-氰基-3,3二苯基丙烯酸酯。
100重量份的基体材料中，偶极矩活化剂的混入量，优选的是10-200重量份。如果混入的偶极矩活化剂少于10重量份，那么偶极矩提高的幅度很有限。然而如果混入的偶极矩活化剂多于200重量份，那么偶极矩活化剂将不能和基体材料混匀，而且将会导致压电材料的机械整体性下降。
为了选择适合的偶极矩活化剂混入到基体材料中，不但偶极矩的大小，而且偶极矩活化剂和基体材料之间的互溶性，也应充分地加以考虑。两者的SP值，应尽量相互靠近。
偶极矩的大小还受基体材料和偶极矩活化剂的影响。偶极矩的大小，随工作温度而发生变化，同时也受施加到基体材料上能量的强度的影响。因此，在考虑预定工作温度和能量强度的前提下，应对基体材料和偶极矩活化剂加以选择，以便得到尽可能大的偶极矩。
填料如云母片、玻璃片、玻璃纤维、碳纤维、碳酸钙、重晶石、或沉淀硫酸钡也可混入基体材料中，增加压电材料的力学强度或降低产品成本。填料混入基体材料中的用量，优选的是10-80％重量。如果混入量少于10％重量，加入的填料不能充分地提高产品强度，然而如果混入量多于80％重量，实际上很难混入基体材料中，并且压电产品的强度也会下降。
使用溶解器、班伯里混合器、planetary混合器、谷物研磨机，开放式捏和机或真空捏和机等普通的熔化和混合设备来混合基体材料、偶极矩活化剂，以及根据需要选择加入填料、分散剂或增稠剂，来制造本发明的压电材料或产品。
如上所述，为了大幅度增加偶极矩，以便得到良好的压电性能，基体材料中混入了偶极矩活化剂。在含有偶极矩活化剂的压电材料中，偶极矩的大小，定义为A和B之间介电常数(ε′)之差，如图4所示。即，A和B之间的介电常数(ε′)之差增加，偶极矩也相应增加。
图4是介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系曲线。介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)之间的关系给出如下：介电损耗因子(ε″)=介电常数(ε′)×介电损耗正切(tanδ)。
通过对压电材料的研究，本发明人发现能量吸收能力或压电能力，可以靠增加介电损耗因子(ε″)来得到提高。
本发明人还发现，如果在110Hz的频率下介电损耗因子是50或更大，那么本发明的压电材料将会提供极佳的压电性能。
实施例
下面给出本发明的各实施例以及比较例，其中包括用本发明的能量转化组合物制备的振动阻尼器、吸声器、冲击吸收器、电磁波阻尼器、振动屏蔽和压电材料等。
首先对本发明的振动阻尼器实施例进行说明。100重量份的丙烯酸酯橡胶(AR-15,Japan Zeon Corporation)其中加入0重量份的DCHBSA做成1mm厚的试样片作为比较例1。100重量份的丙烯酸酯橡胶，其中加入10重量份的DCHBSA作为实施例1，它们用捏和辊，在160℃压制成片材。
根据实施例1和比较例1得到的片材，在不同的温度下测量弹性正切(tanδ)。弹性正切(tanδ)的数值用Reovibron DDV-25FP测定(OrientechInc.)，结果如图5所示。
下面，0重量份(比较例2),10重量份(实施例2),30重量份(实施例3),50重量份(实施例4)，和70重量份(实施例5)的DCHBSA分别混入NBR(202S(35％重量腈)日本Synthetic Rubber Inc.生产)用与实施例1相同的方法制成试片。
根据实施例2-5和比较例2的试片，用与实施例1相同的方法测其不同温度下的弹性正切(tanδ)，结果如图6所示。
下面，0重量份(比较例3)、20重量份(实施例6)、30重量份(实施例7)、40重量份(实施例8)和50重量份(实施例9)的DCHBSA，分别地混入NBR(DN 401(15％腈))日本ZeonInc.制)用实施例1相同的方法制成片材。
根据实施例6～9和比较例3的片材，用与实施例1相同的方法测其不同温度下的弹性正切(tanδ)、测试结果如图7所示。
下面，0重量份(比较例4)、30重量份(实施例10)、50重量份(实施例11)和100重量份(实施例12)的DCHBSA分别与氯化聚乙烯混合(Elasrene 352NA,Showa Denko Inc.制)，用与实施例1的方法制成试样片。
根据本发明10-12和比较例4的片材，用实施例1相同的方法测其不同温度下的弹性正切(tanδ)，结果如图8所示。
下面，0重量份(比较例5)、20重量份(比较例6)、30重量份(比较例7)、40重量份(比较例8)和50重量份(比较例9)的DCHBSA，分别与异戊二烯橡胶(2200，日本ZeonInc制造)混合，用与实施例1相同的方法制成试片。
根据比较例5～9的试片，用与实施例1相同的方法测定其不同温度下的弹性正切(tanδ)，结果如图9所示。
如图5-9所示，根据实施例1-12的试片的振动阻尼水平，与根据比较例1-4的试片的弹性正切(tanδ)相比，明显地提高了。根据实施例1～12试片的弹性正切(tanδ)的峰值，全部落入接近正常温度的区域，说明这些材料在工作温度范围有极好的振动能量吸收能力。尤其是根据实施例1的试片，在20℃附近弹性正切(tanδ)大于3，说明这种材料特别有用。
根据比较例5-9有或无DCHBSA的异戊二烯橡胶(非极性聚合物)从相应的弹性正切(tan)可以看出，振动阻尼能力毫无改进。
下面，就本发明的一个非约束振动阻尼器的实施例进行说明。65.0重量份的云母片(Clarile mica，透明云母30C,Kurare Co.,Ltd.制造)，13.0重量份DCHP和13.0重量份的DCHBSA与9重量份的聚氯乙烯混合，上述混合物加入滚筒中，在160℃下进行捏和。经过捏和的混合物，夹在两块模板之间，在180℃下加热180秒，然后用压机以80kgf/cm2的压力加压30秒，制成1mm厚的片材。该片材切割成67mm×9mm的试片(实施例13)用于测量损耗因子。
65.0重量份的云母片(Clarite Mica 30C),10.4重量份DCHP,10.4重量份的DCHBSA，和5.2重量份的ECDPA与9重量份的聚氯乙烯混合，用实施例1相同的方法，把上述混合物制成试片(实施例14)。
50.0重量份的云母片(Clarite Mica 30C)加入到50重量份的加有DOP的聚氯乙烯中，用与实施例1相同的方法，把上述混合物制成试样(比较例10)。
根据实施例13和14以及比较例10的试样，测其介电损耗因子(ε″)、损耗因子(η)、和弹性正切(tanδ)。损耗因子(η)和弹性正切(tanδ)用动态粘弹测试仪(Reovibson DDV-25FP)测量，而介电损耗因子(ε″)用阻抗/增益相分析仪4194A(Yokokawa Hewlett PackardInc.)测量。表1是每一种试样的介电正切(tanδ)、介电常数(ε′)和介电损耗因子(ε″)的测量结果。图10是损耗因子(η)的测量结果。
表1 试样介电正切(tan δ)介电常数 (ε′)介电损耗因子 (ε″)实施例1实施例2比较例1 4.80 4.42 2.78 18.84 17.97 11.29 90.41 79.43 31.39
表1和图10说明根据实施例13和14的试样表现出良好的振动-能量吸收能力。即损耗因子(η)是比较例10的5～7倍。说明根据本发明的非约束阻尼材料，振动能量的吸收能力，远远大于普通的非约束阻尼材料。实施例的性能和约束的普通阻尼材料相当。此外，根据实施例14和13的试样的介电损耗因子(ε″)超过50。
下面对本发明的振动阻尼涂料的实施例进行说明。含有偶极矩活化剂的每一个阻尼涂料，都沉积在基片上(表2)。在基片上形成的振动阻尼层分别测其介电损耗因子(ε″)，损耗因子(η)和损耗正切(tanδ)。介电损耗因子(ε′)、损耗因子(η)和弹性正切(tanδ)，用动态粘弹测试仪(ReovibsonDDV-25FP)测量而介电损耗因子(ε″)用Impedance/Gain相分析仪4194A(YokokawaHewlett Packard,Inc)测定。
表2(缓冲)阻尼层比率 温度20℃EC818/DCHBSA(200HK71.7wt％)EC818/2HPMMB(200HK71.7wt％)VN168/DCHBSA(200HN 71.7wt％)VN168/2HPMMB(200HK71.7wt％) 10/0 9/1 8/2 7/3 6/4 5/5 9/1 7/3 5/5 10/0 9/1 7/3 5/5 9/1 7/3 5/5 η 0.064 0.061 0.072 0.139 0.107 0.115 0.070 0.055 0.063 0.036 0.050 0.025 - 0.035 0.030 0.025 Tanδ 0.062 0.069 0.085 0.124 0.111 0.097 0.050 0.045 0.045 0.021 0.100 0.041 - 0.040 0.021 0.021介电损耗因子 (ε″) 33.19 32.55 40.26 46.70 43.03 59.62 34.44 23.62 28.65 24.31 13.57 9.80 - 22.38 13.24 9.46
表2中EC818是一种丙烯酸类涂料，由大日本油墨有限公司制造(50％非挥发份)0。VN-168是醋酸乙烯/丙烯酸共聚物，由大日本油墨有限公司制造(44.0～46.0％的非挥发份)。200HK为kurareCo.,Ltd生产的云母片。
下面，表3中的偶极矩活化剂和云母片混入EC818和VN-168中，制备振动阻尼涂料，它们分别沉积在基片上，在基片上形成振动阻尼层，并测其损耗因子(η)，结果如图11～14所示。损耗因子(η)用动态粘弹测试仪(Reovibron DDV-25FP)测量。
表3 试样No. 阻尼层(％重量) (涂料/偶极活化剂/填料) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 EC818/DCHBSA/云母片(200HK) (28.3/0/7.17) EC818/DCHBSA/云母片(200HK) (25.5/2.8/71.7) EC818/DCHBSA/云母片(200HK) (22.6/5.7/71.7) EC818/DCHBSA/云母片(200HK) (19.8/8.5/71.7) EC818/DCHBSA/云母片(200HK) (17.0/11.3/71.7) EC818/DCHBSA/云母片(200HK) (14.15/14.15/71.7) EC818/2HPMMB/云母片(200HK) (28.3/0/71.7) EC818/2HPMMB/云母片(200HK) (25.5/2.8/71.7) EC818/2HPMMB/云母片(200HK) (19.8/8.5/71.7) EC818/2HPMMB/云母片(200HK) (14.5/14.5/71.7) VN168/DCHBSA/云母片(200HK) (28.3/0/71.7) VN168/DCHBSA/云母片(200HK) (25.5/2.8/71.7) VN168/DCHBSA/云母片(200HK) (19.8/8.5/71.7) VN168/2HPMMB/云母片(200HK) (28.3/0/71.7) VN168/2HPMMB/云母片(200HK) (25.5/2.8/71.7) VN168/2HPMMB/云母片(200HK) (19.8/8.5/71.7) VN168/2HPMMB/云母片(200HK) (14.15/14.15/17.17)
下面是图15-17所示的本发明吸声材料的实施例。图15的吸声片30制法是100重量份的DCHBSA加入到氯乙烯树脂中，再把上述混合物加工成1mm厚的片材。图16的吸声片40是把100重量份的DCHBBSA加入到氯乙烯树脂中，再把上述混合物喷丝，制成吸声短纤维41，然后再混入片材中。图17是开孔泡沫聚氨酯模制品50，其中有100重量份的DCHBSA。
图18是装在含有玻纤61的吸声器上的图15所示的吸声片30。使用本发明的技术制成的吸声器60非常薄，但仍能阻尼500Hz或更低频率的声音，而普通的噪声阻尼器是做不到的。
图19是开孔泡沫聚氨酯模制品中所含的吸声纤维41。图20和21分别是含有吸声纤维41的纸70和织物80的片材。它们提供的吸声能力极强，而且很适合做墙体或地板材料。
对树脂基体中有和无偶极矩活化剂的吸声材料，进行了测量，结果如表4所示。
表4 No. 试样重量混合比％动态正切δ 23℃ 1 2 3 4氯化PE+DCHBSAPVC+PVC(DOP)+NBR+DCHP+碳酸钙PVC(DOP)+NBR+碳酸钙PVC50/5012/32/6/30/2068/12/20100 3.2 2.0 0.6 0.01
这些试样，使用B & KInc.(JIS No.A1405)制造的垂直入射-吸声系数测量仪，测其吸声吸收系数，结果如图22(试样1),23(试样2),24(试样3)，和25(试样4)所示。每种试样尺寸为φ29、厚200μm，后面有20mm的空气层。
图22-25说明，仅由PVC组成的样品4在1,000～4000Hz的声音吸收系数是0.1～0.3，而在1,000Hz或更低频率范围的声音吸收系数远低于0.1。说明这种样品不能充分地吸收声能。样品3不含偶极矩活化剂，在1,000～2,000Hz的频率范围内，最大的声音吸收系数是0.5，它比样品4稍高一些，然而样品3的能量级收系数在1000Hz下仍然不足。
反之，样品1和2表现出的在400～1,200Hz之间的声音吸收系数大于0.3。值得注意的是样品1的最大声音吸收系数大于0.9而样品2的最大声音吸收系数大于0.8。
此外，在表4中的每个样品的动态正切和图22-25所示的声音吸收系数说明，如果动态正切增加，那么声音吸收系数也相应增加。
下面对本发明的声音吸收片的实施例进行说明。纸(Tsumikusa PaperP100-35；12g/M2)制成纤维状吸声片(136g/M2；24g/M2聚合物)的方法是，在包括100重量份的DCHBSA和100重量份的氯化聚乙烯的聚合物材料乳液中，浸渍纸，然后再将其干燥(实施例15)。
实施例15的纤维片，用作比较例11。
32g/m2的日本纸浸入含100重量份的氯化聚乙烯和100重量份的DCHBSA的聚合物乳液中，然后干燥制成纤维状吸声片(73g/m2；41g/m2)(实施例16)。
实施例16的纤维片，用作比较例12。
36g/M2的丝织物，浸入含100重量份的氯化聚乙烯和100重量份的DCHBSA的聚合物材料乳液中，然后干燥制成声音吸收纤维片(204g/M2；168g/M2聚合物)(实施例17)。
实施例17的纤维片也用作比较例13。
根据实施例15～17和比较例11～13的声音吸收片材，测其动态损耗正切(tanδ)、介电正切(tanδ)、介电损耗因子(ε″)和介电常数(ε′)，结果如表5和图26所示。
表5 吸声片介电正切δ介电常数(ε′)介电损耗因子(ε″)实施例15实施例16实施例17比较例11比较例12比较例13 5.43 5.1 5.1 4.57 2.7 4.1 1.86 1.4 4.4 0.22 1.22 1.7 10.11 7.3 22.4 0.99 3.3 6.95
这些声音吸收片材使用B & K Inc.(JIS No A1405)制垂直入射声音吸收系数测量仪，测量其声音吸收系数。测量结果如图27(实施例15和比较例11)、28(实施例16和比较例12)和29(实施例17和比较例13)所示。每一种试样尺寸是φ29，厚200μm，有一个20mm厚的背层(airlayerbehind)。
下面，对于本发明的泡沫吸声材料的实施例做说明。DCHBSA混入液体A(Polyol MP-923,Mitsui Toatsn Chemical Inc.产)，使用陶瓷三辊压机对上述混合物进行捏和5分钟。液体B(cosmonate MC-71由Mitsui ToatsuChemical Inc.产)加入到上述捏和过的混合物中，高速搅拌10秒钟，然后注入直径为100mm的管内发泡(室温)。管子的开口端上安装一个罩子，防止混合物在管外发泡。
液体A和B以100∶47的重量比进行混合。100重量的上述混合物，分别混入30重量份(实施例18),50重量份(实施例19)和100重量(实施例20)的DCHBSA，制成三种混合物。对其进行调节，使其膨胀率是管子体积的20倍。
发泡的模制品，切割成20mm厚的试片，不含DCHBSA的试片也制成，作为比较例14。
根据实施例18-20和比较例14的声音吸收片，测其介电正切(tanδ)，介电损耗因子(ε″)和介电常数(ε′)，结果如表6所示。
表6吸声材料介电正切δ介电常数(ε′)介电损耗因子(ε″)实施例18实施例19实施例20比较例14 0.98 1.11 1.58 0.81 9.91 11.40 24.77 6.68 9.71 12.66 39.10 5.41
使用B & K Inc.(JIS No A1405)制造的垂直入射声音吸收系数测试仪，测量这些试样的声音吸收系数，结果如图30所示。
图30说明，当频率低于2,000Hz时，比较例14的声音吸收系数迅速下降到1,000-2,000Hz频率时吸收系数的一半。此图还说明，当DCHBSA的混合量增加时(实施例18-20)，声音吸收系数也增加。尤其是在1,000Hz和2,000Hz之间，实施例3的声音吸收系数高的出奇，是比较例14的2-2.5倍。
下面，对本发明的声音吸收纤维的实施例做说明。DCHBSA混入氯化聚乙烯，这种混合物再用挤出-喷丝机制成纤维状材料，氯化聚乙烯对DCHBSA的混合比(重量比)是100∶0(比较例15)和100∶100(实施例21)。喷丝机螺旋刀片的直径是25mm。喷丝头直径是1mm，喷丝头温度是130℃。挤出的纤维，经拉伸使其直径成为0.4mm，并切割成40mm长的短纤维。
这些纤维浸入一个盛有1％聚乙烯醇的水溶液的容器中，并进行搅拌。当溶液均匀后，沥干水溶液，在容器的底部在网筛上得到聚乙烯醇织物的3-D试样(无纺布)。
实施例21和比较例15的试样，测其介电正切(tanδ)，介电损耗因子(ε″)和介电常数(ε′)，结果如表7所示。
表7 试样介电正切δ介电常数(ε′)介电损耗因子(ε″)实施例21比较例15 1.71 0.62 25.31 6.38 43.28 3.96
这些试样测其声音吸收系数，结果如图31所示。使用B & KInc.(JISNo A1405)生产的垂直入射吸收系数测量仪，测量声音吸收系数。这些试样厚20mm,φ29mm或φ100mm。
图31是根据实施例21的试样的声音吸收系数，该试样是含有氯化聚乙烯和偶极矩活化剂DCHBSA的吸声纤维制成的。试样的声音吸收系数高于比较例15的2-35％，后者是由仅含氯化聚乙烯，而不含DCHBSA的纤维制成的。在2,000和6,300Hz之间吸收系数差别很大。这清楚地表明，含有DCHBSA的混合物声音吸收能力大大地提高了。
下面对本发明的冲击吸收材料做说明。图32中示出的鞋90的底面91和Kneel部92，是100重量份的DCHBSA加入到氯乙烯树脂中制成的。鞋90的底面91和Kneel部92，是由本发明的冲击吸收材料构成的。这种鞋具有极强的冲击吸收能力，并且能减少穿鞋者因长途跋涉造成的疲劳。
图33是石膏浇铸体100，它含有无纺布102。用加有100重量份的DCHBSA的氯乙烯树脂，纺成的纤维101，制成无纺布102。当石膏体100受到力的作用时，能量被提供非纺织层102的冲击吸收纤维101吸收。这样就给使用者的身体提供了安全保护，避免了由于冲击造成的伤害。
图34和35分别是自行车座的顶面110和手柄120，它们能够很好地阻尼振动。上述这些制品是由氯乙烯树脂，加入100重量份的DCHBSA制成混合物，再经模压而成。
下面就本发明的另外一种冲击材料的实施例做说明。100重量份的DCHBSA与100重量份的氯化聚乙烯混合，该混合物经过模压成为直径29.0mm、厚度分别是2,3,5,6，和12.7mm的圆筒(实施例22)。
就实施例1而论，用聚氨酯代替氯化聚乙烯，其中不含DCHBSA，制成六个直径不同的圆筒，作为比较例16。就实施例22而论，用NBR代替氯化聚乙烯，制成六个直径不同的不含DCHBSA的圆筒作为比较例17。就实施例22而论，用BR代替氯化聚乙烯，制成六个直径不同的不含DCHBSA的圆筒，作为比较例18。就实施例22而论，以丙烯酸树脂代替氯化聚乙烯制成六个直径不同的不含DCHBSA的圆筒，作为比较例19。就实施例22而论，以Sorbosein代替氯化聚乙烯，制成6个直径不同的不含DCHBSA的圆筒，作为比较例20。根据JIS K6301-1975的冲击回弹性测试规范，测量这些试样的冲击回弹性，结果如图36所示。
用于测量冲击回弹性的仪器，如图37-40所示，一根铁棒用4根线绳水平悬挂在空中，它的冲击端呈半球形，球的直径12.7mm，另一端是指针，铁棒长约356mm直径12.7mm，重量350g。铁棒的悬垂高度是2,000mm，降落高度是100mm。
测量仪的测量标尺水平长度62.5mm，半径2,000mm，调节指针使其当铁棒被悬挂时放置在0位，并且它的冲击端和试样表面接触。
如图36所示，根据实施例22的冲击吸收材料的冲击回弹性是2％，然而根据比较例20的冲击吸收材料，其冲击回弹性大约是8～18％。根据比较例16-19的冲击吸收材料，其冲击回弹性高达30-35％，说明这些材料不能提供充足的冲击吸收能力。试验结果说明，实施例22的冲击吸收材料，可以提供极好的冲击吸收能力，且与其厚度无关。事实上，这种材料就可以应用于各种场合。
下面除去分别在试样中混入70、50、30和0重量份的DCHBSA以外，其它用实施例22方法，制备出6种试样，它们依次是实施例23、24、25和比较例21。每种试样如实施例1那样，测其冲击回弹性。这些试样以及实施例22的测量结果，如图41所示。
根据不含DCHBSA的比较例21的冲击吸收材料，如图41所示，其冲击回弹性是约13～26％。然而根据实施例25的冲击吸收材料的冲击反弹性是6～17％，根据实施例24的冲击吸收材料的冲击回弹性是约4～11％。根据实施例23的冲击吸收材料的冲击反弹性是约3～8％，并且实施例22的冲击吸收材料的冲击回弹性是约2～3％。说明随着材料中DCHBSA用量的增加，冲击阻尼能力也有所改善。从实施例25～22的DCHBSA的用量依次增加，冲击吸收能力也依同样的顺序增加，并且与材料的厚度无关。
下面对根据本发明的用于前叉的冲击吸收材料的实施例做说明。50％重量的DCHBSA与50％重量的氯化聚氨酯(试样温度22℃)混合在一起，并且模压成直径28mm、高30mm的圆柱。如图42所示，圆柱的周围有凹槽14b，这样的圆柱，用作冲击吸收器(实施例26)。
冲击吸收器(比较例22)，除了使用了MCH弹性体(TANGECORPORATION制)之外，制造方法与实施例26相同。
冲击吸收器(比较例23)，除了使用100％重量的氯化聚乙烯之外，其模制方法，与实施例26相同。
冲击吸收器(比较例24)，除了使用100％重量的NBR(硬度70°)以外，其模制方法与实施例26相同。
根据实施例26和比较例22-24的冲击吸收器，测其介电正切(tanδ)，介电损耗因子(ε″)和介电常数(ε′)，测量结果如表8所示。
表8冲击吸收器介电正切 δ介电常数 (ε′)介电损耗因子 (ε″)实施例26比较例22比较例23比较例24 23.5 1.8 17.1 8.6 9.0 0.9 3.4 1.3 211.7 1.62 58.14 11.18
冲击吸收器，也进行冲击吸收测试。如图43所示，实验方法是把冲击吸收器14安置在外管12的底部和内管13的较低端之间，从50mm高度，下落12kg的重物，撞击在外管12的平板24上，安装在内管13上的振动传感器22(NP-601)用来测量冲击。FFT分析仪23(Ono Instrument Inc.)用来放大接收到的信号。结果如图44所示。为了比较起见，不加冲击吸收器的前叉，也测定其冲击吸收能力。试验是在17℃和44.80dB的环境振动条件下进行的，50次的试验结果取其平均值。
如图44所示，不含冲击吸收器的前叉，振动加速水平是65～70dB。然而根据比较例22的含有冲击吸收器的前叉，振动加速水平是60dB，也就是说它的振动加速水平比不含冲击吸收器的低5～10dB。根据比较例24，以NBR作基体材料的冲击吸收器的前叉，振动加速水平是63～65dB。根据比较例23，以氯化聚乙烯为基体材料的冲击吸收器的前叉，振动加速水平是50～55dB，说明冲击被吸收了。同样地，包括氯化聚乙烯作为基体材料和DCHBSA的实施例26的前叉，振动加速水平是45～50dB，即与不加冲击吸收材料和比较例22的前叉相比，低了15～20dB。这些结果说明，根据实施例26的冲击吸收器，提供了极好的冲击吸收能力，与普通的冲击吸收产品相比，冲击吸收能力高的出奇。
下面对根据本发明的用于紧固带的冲击吸收膜的实施例做说明。
50％重量的DCHBSA和50％重量的氯化聚乙烯进行混合(22℃)，并且将混合物模制成lmm厚，25mm宽和l,200mm长的紧固带(实施例27)。
另一种紧固带，除了使用100％重量的氯化聚乙烯之外，制造方法同上，作为比较例25。
普通产品1
一种缠绕在网球拍上的紧固带(Wilson Inc.,Lady Ultsa)
普通产品2
“G-296”DyackInc制(NBR)
普通产品3
“Wet Super Gsip”(YonexInc.)
普通产品4
“EXGRADE”Over-grip(Prince Inc.)
普通产品5
“Multi-Soft Grip Tape”(MizunoInc.)
根据实施例27、比较例25和普通产品1～5的紧固带，测其介电正切(tanδ)，介电损耗因子(ε″)和介电常数(ε′)，测试结果如表9所示。
表9 紧固带介电正切δ介电常数(ε′)介电损耗因子(ε″)实施例27比较例25常规1常规2常规3常规4常规5 9.00 3.40 1.30 1.60 1.80 2.00 0.90 23.50 17.10 8.60 8.90 9.20 9.10 6.50 211.70 58.14 11.18 14.24 16.56 18.20 5.85
根据实施例27，比较例25和普通产品1～5的紧固带，进行冲击吸收测试。如图45和46所示，Wilson Inc.(“Lady Ultsa”)制球拍的把上缠有紧固带的网球拍20，放置在基座21上，并用螺栓和平板装置22加以固定。和FFT分析仪(Ono Instrument Inc.)23相接的振动加速传感器(NP-601)24安装到平板22上。
网球25从1m的高度下落到网球拍20的网上，使用振动加速传感器24，测其振动加速水平(dB)，以提供平板22产生的冲击振动的数据，FFT分析仪23(Ono Instrument Inc.)用于信号放大，测量结果如图47所示。在测量过程中，温度保持在20℃，环境振动是49.20dB。为了比较，制备无紧固带的球拍并进行冲击吸收试验，结果如图47所示。不缠紧固带的球拍把的振动加速水平是68～70dB，然而普通产品5的振动加速水平是66～68dB，只比未缠紧固带的球拍把低2dB。普通产品1-4和比较例25的振动加速水平是60～65dB，比未缠紧固带的球拍把低得多。相反地，根据实施例27的球拍把的振动加速水平是56～57dB，与未缠紧固带的球拍把相比，低了11～14dB，说明实施例27具有极好的冲击吸收水平。
下面对根据本发明的用作鞋底的冲击吸收材料的实施例，作说明。
50％重量的DCHBSA与50％重量的氯化聚乙烯(试样温度22℃)进行混合，该混合物被模压成板材，分别为1mm厚(实施例28),3mm厚(实施例29),5mm厚(实施例30)，和10mm厚(实施例31)。
另外一种板，除了使用100％的氯化聚乙烯外，制法同上述实施例，分别制成1mm厚(比较例26)、3mm厚(比较例27),5mm厚(比较例28)和10mm厚(比较例29)的几种试样。
普通产品(鞋跟垫，板材4mm厚，Impulse Inc.产)(比较例30)
普通产品(凝胶体，板材4mm厚，Impulse Inc.产)(比较例31)
普通产品(空气，板材10mm厚，Impulse Inc.产)(比较例32)
普通产品(运动凝胶，板材3mm厚，Wilson Inc.)(比较例33)
根据实施例28和比较例26和30-33的冲击吸收器，测其介电正切(tanδ)，介电损耗因子(ε″)和介电常数(ε′)。测试结果如表10所示。
表10冲击吸收器介电正切δ介电常数(ε′)介电损耗因子(ε″)实施例28比较例26比较例30比较例31比较例32比较例33 9.0 3.4 0.5 0.6 0.5 1.1 23.50 17.10 1.70 2.20 1.30 1.90 211.70 58.14 0.85 1.32 0.65 2.09
根据实施例28-31和比较例26-33的冲击吸收器，经受冲击吸收试验。如图48所示，试验过程如下：把冲击吸收器1放在基座20上面，从250mm高度下落12kg的重物21于基座20上，使用连接至该重物21上的振动传感器23(NP-601)测量冲击加速水平(dB)、并且使用FFT分析仪22(OnoInstrumentInc.)对信号进行放大，测量结果如图49所示。在测量过程中，温度保持20℃，环境振动是49.56dB。图49的测试结果是50次测量数据取其平均值。为了比较，制成了没有任何冲击吸收器的鞋底，并对它进行冲击吸收试验。
如图49所示，无冲击吸收器的装置的振动加速水平大约是73dB，当冲击吸收器的厚度增加时，比较例的冲击吸收能力也大有提高。含有基体材料氯化聚乙烯的比较例26，其振动加速水平是80dB，比较例27-29的振动加速水平分别是69、65和61dB。此外，比较例30-33，全部试样的振动水平是55-65dB，实施例29-31的阻尼能力增加，然而除了实施例1试样的厚度为1mm以外，其余试样厚度也依顺序相应增加。尤其是实施例31厚度10mm具有52-53dB的极好的阻尼能力。
如图50所示，根据实施例28-31和比较例26-33的各种冲击吸收器放置到安全鞋24(JIS产品)，按如上所述的方法测量振动加速水平，结果如图51所示，为了比较，制做了没有冲击吸收器的安全鞋，并对其进行了冲击吸收实验。
如图51所示，无振动阻尼器的装置的振动加速水平是大约65dB，比较例的冲击吸收能力，当冲击吸收器的厚度增加时，也有很大提高。含有基体材料氯化聚乙烯的比较例26的振动加速水平是64dB，并且比较例27-29(厚度依此顺序增加)的振动加速水平分别是60,59和54dB。
使用普通产品的比较例30-32的振动水平是55-57dB，比较例33的振动水平是52dB，然而除了实施例28厚度是1mm之外，实施例29-31的阻尼能力提高(50-55dB)它们的厚度也依此顺序增加，尤其是实施例31厚10mm，振动加速水平极好，达到50-52dB。
下面对于根据本发明的电磁波吸收材料的实施例做说明。
DCHBSA与氯化聚乙烯混合，该混合物用辊筒进行捏和和压延，成为1mm厚的片材。切割该片材成为200mm×200mm的试片。
氯化聚乙烯对DCHBSA的混合比(重量份)是100∶0(比较例34),100-30(实施例32),100-50(实施例33),100∶70(实施例34)和100-100(实施例35)。
根据实施例32-35和比较例34的试样，测其介电正切(tanδ)介电损耗因子(ε″)和介电常数(ε′)，结果如表11所示。
表11电磁吸收装置介电正切δ介电常数(ε′)介电损耗因子(ε″)实施例32实施例33实施例34实施例35比较例34 5.2 5.7 6.9 9.0 3.4 22.1 29.1 25.8 23.5 17.1 115.0 164.7 178.0 211.7 58.9
这些试样测其电磁波吸收能力(db)，结果如图52所示。使用电磁屏蔽测定仪(TR-17301,AdvantestInc.制)测量电磁波吸收能力(db)，测试中电场是10-1,000MHz。
下面对电磁波吸收涂料的实施例进行说明，该涂料含有本发明的电磁波吸收材料，氯化聚乙烯和DCHBSA的混合物分散到水中，制成乳液，使用空气喷枪把该乳液沉积于基片的表面，制成电磁波吸收层，测其介电正切(tanδ)，介电损耗因子(ε″)和介电常数(ε′)，结果如图12所示。
氯化聚乙烯对DCHBSA的混合比(重量比)是100∶0(比较例35),100∶30(实施例36),100∶50(实施例37),100∶70(实施例38)和100∶100(实施例39)。
表12电磁吸收层介电正切δ介电常数(ε′)介电损耗因子(ε″)实施例36实施例37实施例38实施例39比较例35 5.2 5.7 6.9 9.0 3.4 22.1 29.1 25.8 23.5 17.1 115.0 164.7 178.0 211.7 58.9
这些电磁波吸收层，测其电磁波吸收能力(db)，结果如图53所示。使用电磁屏蔽测量仪(TR-17301 Advantest Inc制)测量电磁波吸收能力(db)，测试中使用10-1,000MHz的电场。
下面对根据本发明的防振材料的实施例做说明，表13-1和13-2表明材料的组成、介电性能、力学性能和阻尼比。表13-1和13-2中的介电损耗因子(ε″)是用阻抗/增益相分析仪4194A测量的。该仪器是由Yokokawa Hewlette Packard,Inc.制。使用Reovibson DDV-25FP测量介电正切(tanδ)，该测量仪器是由Orientech Inc.制造的。阻尼比(ξ)是tand/2,所以它很容易用弹性正切(tanδ)除以2的方法求出。
测量是在20,40或60℃下进行的，频率是110Hz并且T/P的尺寸是φ20×t1.0mm。
表13-1 振动屏蔽温度(℃) 介电性能 (110Hz)力学阻尼(110Hz)基材 配合偶极矩 活化剂 ε′ Tanδ ε″Tanδ ξPVCTand峰105℃ - -DCHP 100phr峰50℃DCHBSA 100phr峰80℃2HPMMB 100phr峰100℃DDP 100phr峰50℃CBS 100phr峰50℃BBS 100phr峰50℃MBTS 100phr峰50℃ECDPA 100phr 20 40 60 20 40 60 20 40 60 20 40 60 20 40 60 20 40 60 20 40 60 20 40 60 20 40 60 6.1 7.6 8.0 13.7 41.2 37.3 12.4 8.2 9.8 11.9 7.1 7.6 11.7 36.4 16.8 10.2 28.8 18.1 5.9 29.4 32.6 4.1 18.2 25.1 9.5 37.9 19.9 2.1 2.1 2.5 1.8 3.4 3.2 1.3 2.3 3.2 1.1 2.0 2.1 1.8 3.4 3.6 1.8 3.7 5.3 1.7 3.7 4.0 2.0 3.7 3.9 2.0 3.5 5.1 12.8 16.0 20.0 24.7 140.1 119.4 16.1 18.9 31.4 13.1 14.2 16.0 21.1 123.8 60.5 18.4 106.6 95.9 10.0 108.8 130.4 8.2 67.3 97.9 19.0 132.7 101.5 0.01 0.02 0.03 0.25 2.00 1.80 0.01 0.02 0.55 0.01 0.01 0.02 0.23 1.95 1.20 0.20 1.65 1.40 0.15 1.50 1.85 0.10 1.00 1.05 0.30 2.05 1.20 0.005 0.010 0.015 0.125 1.000 0.900 0.005 0.010 0.275 0.005 0.005 0.010 0.115 0.975 0.600 0.100 0.825 0.700 0.075 0.750 0.925 0.050 0.500 0.525 0.150 1.025 0.600
表13-2 振动屏蔽温度 介电性能 (110Hz)力学阻尼(110Hz)基材 配合偶极矩活化剂(℃) ε′Tanδ ε″Tanδ ξChloPE峰10℃NBRAN15％峰-30℃NBRAN35％峰0℃NBRAN45％峰15℃ACR峰15℃DCHBSA峰 0phr15℃ 30phr18℃ 50phr23℃ 100phrDCHBSA峰 0wt％-22℃ 20wt％-18℃ 30wt％-10℃ 40wt％-5℃ 50wt％DCHBSA峰 0phr3℃ 10phr8℃ 30phr10℃ 50phr13℃ 70phrDCHBSA峰 0phr17℃ 10phr19℃ 30phrDCHBSA峰 0phr15℃ 10phr15℃ 30phr202020202017.122.129.123.56.18.610.716.515.114.321.121.822.222.654.327.027.918.319.919.23.45.25.79.01.81.93.13.32.43.43.44.56.69.62.76.07.69.611.36.058.9115.0164.7211.710.716.633.155.036.748.371.598.0146.6216.9146.2162.9212.5175.3224.5114.91.001.502.002.700.090.100.400.600.500.801.001.401.803.001.601.802.402.502.901.800.5000.7501.0001.3500.0450.0500.2000.3000.2500.4000.5000.7000.9001.5000.8000.9001.2001.2501.4500.900
下面，对根据本发明的压电材料的实施例做说明。
100重量份的DCHBSA和100重量份的聚氯乙烯(试样温度22℃)进行混合，该混合物模压成厚1mm，面积150×50mm的板材。在板材的两个表面制成银糊电极(Asahi化学研究所，LS-5065,140×40mm)，制成试样(实施例40)。
除了100重量份的2HPMMB与100重量份的聚氯乙烯混合之外，试样(实施例41)的制法如实施例40。
除了100重量份的ECDPA与100重量份的聚氯乙烯混合之外，试样(实施例42)的制法如实施例40。
只用聚氯乙烯的样品(比较例36)，制法与实施例40相同。
根据实施例40-42和比较例36的这些试样，测其介电正切(tanδ)，介电损耗因子(ε″)和介电常数(ε′)。结果如表14所示。介电正切(tanδ)、介电损耗因子(ε″)和介电常数(ε′)在试样的玻璃化转变温度下进行测量。
表14 试样介电正切δ介电常数(ε′)介电损耗因子(ε″)实施例40实施例41实施例42比较例36 3.3 3.9 3.5 2.1 39.1 40.6 37.9 6.1 129.0 158.3 132.7 12.8
根据实施例40-42和比较例36的试样，测其压电性能。电极分别和试样11和电压表12的相应表面导通，把试样放在基座10上。一个铁球B(直径20mm，重32.6g)从200mm的高度下落到试样11上，利用电压表12读取试样11产生的最高电压值，(图54)。这一过程重复5次，取其平均值，结果如表15所示。为了比较，根据实施例40-42和比较例36的试样被极化，并使用相同的方法测其压电性能。施加1-KV直流电于100℃的油浴中的试样上，经历一小时，然后放置试样，直至油浴温度降至室温。以此来实现极化作用。
表15 试样 生成电压(mV) 无极化 极化 比较例36 实施例40 实施例41 实施例42 1.36 88.74 114.04 112.58 1.88 90.78 141.22 113.81
表15表明比较例36不论极化处理与否，其值较低1.36或1.88mV，然而未极化的实施例40-42表现出很高的值，大约是90-110mV。极化的实施例41的数值大约是极化的比较例36的70倍，这说明偶极矩活化剂如DCHBSA或2HPMMB，成为压电性能提高的主要原因。
图55是用100重量份的DCHBSA和氯乙烯树脂混合，再对该混合物进行模塑而成的弹丸。这些弹丸120，再经熔融纺丝成为吸热纤维。
图56是一个抗地震的装置的罐体，罐内装有粘稠液体。这种粘稠液体包括乙二醇，其中混有100份重量DCHBSA。少量这些粘稠液体的抗震能力和不加DCHBSA的大量粘稠液体相同。
可以很方便地用作传冷液体，发动机冷却液或模压冷却液的高潜热介质，可以把100重量份的DCHBSA加入到乙二醇中来制备。
这种高潜热介质具有的潜热和水相似，并且具有防锈作用，这种介质具有极好的冷却作用，使用这种介质能够大幅度地减少冷却装置如散热器的体积。