半プレポリマー法をコアプロセスとして、一連のカオリナイト／ポリウレタンエラストマ複合材料を調製し、カオリナイト含有量および焼成温度が材料の力学的性質、減衰性能および遮音性能に与える影響を体系的に検討した。その結果、未焼成のカオリナイトは添加量0.5 wt%で最も均一に分散し、複合材料の力学特性が基材より著しく向上した。充填剤含有量が1 wt%に増加すると、複合材料の減衰性能が基材より明らかに向上した。音響インピーダンスの不整合と増強された減衰の相乗効果により、50～6400 Hzの周波数範囲で遮音量が全体的に向上し、充填剤含有量の多い試料でより顕著な効果を示した。カオリナイトは600 ℃以上で焼成されるとメタカオリンに転換し、ポリウレタン基材との相溶性が向上した。800 ℃で焼成したメタカオリン複合材料の水素結合指数は2.33に増加し、引張強度は11.9 MPaを維持し、tanδは0.84に達し、力学および減衰性能が総合的に最適となった。総合的な解析により、カオリナイト使用量および焼成温度の協調的な制御により、ポリウレタンエラストマーの強靭性、減衰および遮音性能が著しく向上し、軽量で高減衰・高遮音構造用振動減衰材料の設計および製造に新たなアイデアと技術的アプローチを提供することが示された。

カオリナイト;ポリウレタン;複合材料;力学特性;減衰・遮音