Вибропоглощающие покрытия

Вибропоглощающие, или демпфирующие, покрытия используются как эффективные средства борьбы с вибрациями и шумом в промышленности и на транспорте, возникающими в результате колебаний элементов машин и конструкций. Покрытия рассеивают (гасят) энергию колебания подложки, препятствуя шумообразованию. Это свойство обусловлено полимерным строением их пленкообразующих компонентов. Полимеры по механическому поведению занимают промежуточное положение между упругими телами и жидкостями. Они не запасают всю работу внешних сил в виде потенциальной энергии в отличие от упругих тел и не диссипируют ее полностью в теплоту в отличие от жидкостей. Для них характерно частичное превращение колебательной энергии в потенциальную и ее частичное рассеивание в виде теплоты. Диссипированная энергия проявляется как механическое демпфирование, мерой интенсивности которого служит отношение диссипируемой энергии к максимальной потенциальной энергии, запасенной на протяжении цикла колебаний.

Наиболее высока удельная демпфирующая способность полимеров при температуре стеклования (Т_с), в связи с чем в условиях эксплуатации покрытие должно находиться в состоянии, близком к высокоэластическому. Применение кристаллических полимеров для вибропоглощения более предпочтительно, чем аморфных, поскольку они проявляют свойство вибропоглощения в более широком интервале температур.

В качестве вибропоглощающих наиболее эффективны наполненные системы, поскольку внутреннее трение наиболее значительно в гетерогенных средах, состоящих из вязкоупругой (полимерной) и твердой фаз. В качестве наполнителей используются вещества с чешуйчатой и волокнистой формой частиц (графит, микрослюда, алюминиевая пудра, микроасбест), в количествах до 20%. Положительные результаты достигаются и при использовании барита, мела, молотого кварца и др.

Но при больших степенях наполнения (35-40%) показана сравнительная демпфирующая способность ненаполненных и наполненных эпоксидных покрытий. Степень вибропоглощения зависит от соотношения толщин пленки и металлической подложки  и их динамических модулей.

На массивных подложках демпфирующий эффект покрытий мал, но он существенен на тонкослойных изделиях.

Коэффициент диссипации для большинства недемпфированных конструкций, как правило, не более 0,01. Вибропоглощающие покрытия могут увеличить его до 0,05 и более, что позволяет снизить амплитуды резонансных колебаний почти на 15 дБ.

В вибрирующих узлах и механизмов используют покрытия из порошковых пентапластовых, полиамидных и полиэтиленовых композиций, жидких эпоксидных (марка СВМ-51), олигоэфиракрилатных (марка СВМ-428) и битумных (противошумные мастики №579, 580 и др.) составов. Их толщина, составляя 0,3-3 мм, обеспечивает снижение вибрации в частотном диапазоне 50-10 000 Гц. При этом (с уменьшением вибрации и шума) повышается срок эксплуатации конструкций.