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                  新成果:聚氨酯泡沫填充針刺織物復合三明治結構的吸聲性能

                  來源:polymersadvanced technologies 2021-08-17 閱讀:282
                    

                  研究背景


                  噪聲污染一直是環境中丞待解決的一個問題。其中,低頻噪聲雖不會造成嚴重的聽力損傷,但長期處于低頻噪聲中會增加焦慮、睡眠障礙和高血壓等疾病發生的可能性。聚氨酯泡沫具有重量輕、吸聲系數高、易成型和防水等優點,除用于減振材料、汽車座椅材料外,其多孔結構在吸聲領域應用最為廣泛。當前對聚氨酯泡沫的研究重點在于如何增強其機械性能和擴展其聲學應用。


                  文章要點

                  文章以聚氨酯泡沫為夾層,針刺針刺復合織物為上層,尼龍織物為底層制備了聚氨酯泡沫填充復合三明治結構。具有不同泡孔結構的PU泡沫通過一步自由發泡工藝形成。將去離子水、多元醇和異氰酸酯的混合物倒入尼龍織物覆蓋的模具中,并在上層覆蓋針刺織物,樣品的尺寸為50*50*50mm。

                  探究了含水量對PU泡沫孔徑和密度的影響,從而進一步說明了其對吸聲性能的影響。去離子水從0增加至1wt%的過程中發現,PU泡沫的孔徑從174.9um增加至271.1um,堆積密度下降。當含水量高于0.5wt%時泡孔變得不均勻。PU泡沫的最大吸收峰向高頻移動,吸聲系數先增大后減小。在200-600Hz的低頻下,不含水時聚氨酯泡沫吸聲效率最高。說明軟質PU泡沫的吸聲性能很大程度上取決于其堆積密度和泡孔結構。

                  文章比較了三種不同織物的PU泡沫三明治結構的吸聲性能,分別是尼龍間隔織物(NPUN-S)、雙尼龍織物(NPUN-N)、尼龍玻璃網格織物(NUPN-G)??椢锝Y構影響了自由發泡過程中PU泡沫的垂直形態,NPUN-G的厚度明顯低于其他兩種,這說明PU泡沫在該結構中發泡程度最高,即夾層的厚度最大。但無論織物的成分如何,三種結構在200-600Hz的低頻下都表現出良好的吸聲效果。研究表明,織物與PU泡沫之間的界面導致復合結構的低孔隙率,使得吸聲性能提高。此外,尼龍織物的大量纖維增加了非均質成核位點,使織物-PU界面孔徑降低,這同樣有助于吸聲性能的提高。


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