Eine Reihe von Kaolin/Polyurethan-Elastomer-Verbundwerkstoffen wurde unter Verwendung des Halbpräpolymer-Verfahrens als Kernprozess hergestellt. Es wurde systematisch der Einfluss des Kaolingehalt und der Brenntemperatur auf die mechanischen Eigenschaften, Dämpfung und Schalldämmung der Materialien untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass ungebrannter Kaolin bei einer Zugabe von 0,5 Gew.-% am gleichmäßigsten dispergiert wird und die mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs im Vergleich zur Matrix deutlich verbessert. Bei Erhöhung des Füllstoffgehalts auf 1 Gew.-% verbessern sich die Dämpfungseigenschaften des Verbundwerkstoffs gegenüber der Matrix deutlich. Die synergistische Wirkung der Schallimpedanzfehlanpassung und der verstärkten Dämpfung führt zu einer insgesamt verbesserten Schalldämmung im Frequenzbereich von 50~6400 Hz, wobei Proben mit hohem Füllstoffgehalt deutlich ausgeprägter sind. Nach der Brennung bei über 600 ℃ wandelt sich Kaolin in Metakaolin um, was die Kompatibilität mit der Polyurethan-Matrix verbessert. Der Verbundwerkstoff mit bei 800 ℃ gebranntem Metakaolin zeigt einen Wasserstoffbrückenbindungsindex von 2,33, eine Zugfestigkeit von 11,9 MPa und einen tanδ von 0,84, was eine optimale Kombination von mechanischen und Dämpfungseigenschaften darstellt. Die umfassende Analyse zeigt, dass die synergistische Steuerung von Kaolingehalt und Brenntemperatur die Festigkeit, Zähigkeit, Dämpfung und Schallschutzeigenschaften von Polyurethan-Elastomeren erheblich verbessern kann und neue Ideen und technische Wege für das Design und die Herstellung leichter, hochdämpfender und schallisolierender schwingungsdämpfender Materialien bietet.

Kaolin; Polyurethan; Verbundwerkstoffe; Mechanische Eigenschaften; Dämpfung und Schallschutz