Пластина вибродемпфирующая - так создавалась легенда

​Появившийся четверть века назад строительный материал, который в народе назвали ВЭП и известный среди специалистов по строительной акустике как вибродемпфирующая эластомерная пластина, по прежнему остается предметом дискуссий и поводом для сомнений потребителей виброизоляции. Попробуем понять, что же это за материал, где его корни и каковы перспективы на отечественном рынке виброзащитных материалов, а также причины тех самых сомнений и дискуссий.

В тихой лодке я плыву...

Базовые технологические решения, использованные при разработке пластин ВДРП, т.е. ВиброДемпфирующая Резиновая Пластина — как они изначально именовались, имеют многолетнюю предысторию, началом которой стали уникальные разработки акустической защиты подводных лодок.

В 40-х годах ХХ века в связи с разработкой британцами сонаров, в стане их противника — нацистской Германии, начали исследовательские работы по снижению гидроакустической заметности подводных лодок. Для этого корпуса субмарин покрывали пластинами из резины в основе рецептуры которого был синтетический каучук Buna N. Этот проект получил название Alberich, в рамках которого были покрыты резиной корпуса 7 подлодок типа VIIC. До конца Второй Мировой войны уцелели лишь 2 лодки этого проекта — U-485 и U-1105.

По окончании Второй мировой и с началом войны “холодной” работы над гидроакустическими покрытиями активизировались, как на Западе, так и в Советском Союзе. Первое советское противогидролокационное покрытие «Медуза-2» прошло испытания в 1954 г. и показало возможность снижения отражающей способности подлодки в области рабочего диапазона частот ГЛС противника на 10-16 дБ. В 1962 г. создано ПГП «НППРК-76 (У)», в 1963 г. — ПГП «Медуза-2У», в 1965 г. — покрытие «Августит», которые позволяли снизить отражающую способность на 16-20 дБ. В последующие годы противогидролокационные материалы постоянно совершенствовалось и к 90-м годам прошлого века покрытие подлодок представляли собой многослойные изделия из резины различных составов, каждый из которых позволял решать определенную задачу, в т.ч. создание акустической невидимости лодки для гидроакустических систем вероятного противника.

В конце 90-х годах ХХ века уже в новой России стала актуальна идея конверсии, т.е. внедрение наработок технологий оборонного назначения для общегражданского применения. В рамках конверсионных работ были разработаны первые типы специализированного резинового материала для использования его в гражданском строительстве. Основой стал синтетический бутадиен-нитрильный каучук СКН, историческим предком которого являлся тот самый Buna N из проекта Alberich. Первые изделия — тогда еще пластин ВДРП, были протестированы в НИКФИ, а затем применены для виброакустической отделки ресторана в комплексе “Пирамида"” в Казани. За первым успешным проектом последовало еще несколько не менее интересных. 

Сегодня такие — уже морально устаревшие, но все еще вполне работоспособные материалы типа пластин ВДРП продолжает поставлять на рынок торговая компания “Ромиан” под “оригинальным” наименованием “виброгасящие эластомерные пластины” — вроде бы и ВЭП, но почти другие.

Несмотря на достигнутые успехи,  ученые продолжали работы над совершенствованием вибродемпфирующих пластин, тестируя на реализуемость ряд гипотез и применяя новые материалы. Одним из направлений исследований — эластомеры с использованием поливинилхлорида и солей переходных металлов. Такие изделия стали основой продуктовой линейки Nowelle, разработанной НТЦ “Резина-Подольск”. Брендирование продукта, которое стало необходимым для отстройки от многочисленных пиратствующих конкурентов, было проведено совместно с брендинговым агенством PR2B. К сожалению, НТЦ не сумел, в силу внутренних дрязг и противоречий, ни развить успех, ни даже удержаться на определенном серьезном уровне, утратил основные научно-технические кадры и сегодня представляет собой подобие кооператива эпохи лихих 90-х.

На сегодняшний день наиболее серьезными и совершенными антивибрационными продуктами класса ВЭП представляются демпфирующие эластомерные пластины для виброзащитных изделий ПД-С-Ф ТУ 22.19.20-133-75233153-2022, разработанные специалистами НИИ эластомерных материалов и изделий и компании «Вулканикум».

Высокая способность к поглощению вибрационных колебаний вибродемпфирующего материала ПД-С-Ф ТУ 22.19.20-133-75233153-2022 можно  объяснить химическим строением и межмолекулярным взаимодействием матрицы, представляющей собой комбинацию сополимера бутадиена и акрилонитрила и распределенного в ней структурированного эластомера полиизобутиленовой природы, что придаёт высокую способность пластины ПД-Ф-С к “гашению” энергии колебаний, переводя её в тепловую.

Вот и все те, кто производит настоящие материалы, которые с полной ответственностью можно называть «вибродемпфирующими эластомерными пластинами» или “пластины ВЭП”.

Что еще продаётся под именем «пластина ВЭП»

“А как же множество компаний, которые предлагают массу изделий с тем же именем ВЭП?” — задаст вопрос потенциальный потребитель акустических стройматериалов, изучив выдачу Яндекса по соответствующему запросу. Тут самое время вспомнить об упоминавшихся выше пиратствующих компаниях. Их изделия можно называть вибродемпфирующими или даже виброгасящими с большой натяжкой, как бы это не звучало двусмысленно по отношению к резиновым материалам. Такие «вибродемпфирующие» продукты не имеют ничего общего не только с современными ВЭП, но даже с упомянутыми выше изделиями 40-х годов немецкого проекта Alberich.

Обычно это один из следующих вариантов «материалов для виброзащиты».

Первые — это тривиальные пластины ТМКЩ, но зеленого цвета. Именно зелёный цвет был отличительной чертой классических пластин ВЭП от НТЦ «Резина-Подольск», используемый для отстройки от конкурентов. 

Но в дешёвых “ВЭПах”, кроме зелёного пигмента,  остальные материалы и ингредиенты самые бюджетные, включая каучуки — типа СКИ и СКМС, причем зачастую некондиционные, большое количество мела и отходов нефтеперегонки. В составе таких «продуктов от производителя» всегда отсутствует ключевой ингредиент — фактис — структурированное растительное масло, потому что он довольно недешев. Поэтому изделия на основе указанных каучуков и других дешёвых составляющих в минимальной степени поглощают энергию, а  по большей части её отражают. Поэтому о демпфировании колебаний говорить в этих случаях не стоит. Неспособность обеспечить хоть сколь нибудь серьезный уровень защиты от вибрации горе-производители пытаются за счет увеличения толщины изделия — доводя ее до абсурдных 80 мм!  Разумеется, такие громоздкие изделия вызывают как минимум недоумение.

Несколько более модернизированный вариант подобных же изделий — это использование вакуумных резин типа 2959 в их варианте «пластины ВЭП». Но он столь же неэффективный, т.к. резины на основе натурального и полиизопренового каучуков высокоэластичны, а вовсе не демпфирующие — они отражают колебательные волны, а не поглощают их и не рассеивают. 

Другой класс продуктов, также отчаянно именуемые “пластинами ВЭП” — это маты из резиновой крошки, произведенной из автомобильных покрышек «склеенные» олигомерной композиции на основе полиизоцианатов. Для изготовления таких “антивибрационных” материалов под маркой «виброрез» используют самую дешёвую резиновую крошку, которую получают механическим дроблением автомобильных шин. Основа автомобильной крошки — комбинация каучуков натурального и синтетических СКИ, СКМС и СКД. Шинные резины, благодаря химическому строению этих каучуков, имеют один из самых высоких среди эластомеров показатель эластичности, т.е. низкое внутреннее трение в молекулах полимера, т.н. гистерезис. Это важно для шин, чтобы амортизировать удары, защищая подвеску автомобиля. Но для демпфирования вибрационных колебаний это, увы, бесполезно.

Тем не менее, оба варианта “вибродемпфирующих пластин ВЭП” активно рекламируются и неплохо продаются на отечественном рынке строительных материалов благодаря цене близкой к бросовой, которая и является их единственным конкурентным преимуществом. Важным фактором остается малая осведомленность целевой аудитории о реальных свойствах продуктов.

Что день грядущий нам готовит?

Как будут развиваться вибродемпфирующие продукты в дальнейшем? В настоящее время в НИИ эластомерных материалов и изделий идут работы над демпфирующими пластинами нового поколения с использованием различных эластомерных материалов, в т.ч. полиизобутиленового и хлоропренового рядов. По имеющейся у нас информации некоторые образцы показывают крайне интересные данные затухания колебаний. 
Надеемся, что в скором времени мы получим интересную информацию о новых продуктах класса ВЭП, которые позволят произвести качественный скачок в области виброизоляции.