研究背景
噪聲污染一直是環(huán)境中丞待解決的一個(gè)問(wèn)題。其中，低頻噪聲雖不會(huì)造成嚴(yán)重的聽(tīng)力損傷，但長(zhǎng)期處于低頻噪聲中會(huì)增加焦慮、睡眠障礙和高血壓等疾病發(fā)生的可能性。聚氨酯泡沫具有重量輕、吸聲系數(shù)高、易成型和防水等優(yōu)點(diǎn)，除用于減振材料、汽車座椅材料外，其多孔結(jié)構(gòu)在吸聲領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。當(dāng)前對(duì)聚氨酯泡沫的研究重點(diǎn)在于如何增強(qiáng)其機(jī)械性能和擴(kuò)展其聲學(xué)應(yīng)用。
文章要點(diǎn)
文章以聚氨酯泡沫為夾層，針刺針刺復(fù)合織物為上層，尼龍織物為底層制備了聚氨酯泡沫填充復(fù)合三明治結(jié)構(gòu)。具有不同泡孔結(jié)構(gòu)的PU泡沫通過(guò)一步自由發(fā)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(duì)PU泡沫孔徑和密度的影響，從而進(jìn)一步說(shuō)明了其對(duì)吸聲性能的影響。去離子水從0增加至1wt％的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，PU泡沫的孔徑從174.9um增加至271.1um，堆積密度下降。當(dāng)含水量高于0.5wt％時(shí)泡孔變得不均勻。PU泡沫的最大吸收峰向高頻移動(dòng)，吸聲系數(shù)先增大后減小。在200-600Hz的低頻下，不含水時(shí)聚氨酯泡沫吸聲效率最高。說(shuō)明軟質(zhì)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(jié)構(gòu)。
文章比較了三種不同織物的PU泡沫三明治結(jié)構(gòu)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(wǎng)格織物(NUPN-G)?？椢锝Y(jié)構(gòu)影響了自由發(fā)泡過(guò)程中PU泡沫的垂直形態(tài)，NPUN-G的厚度明顯低于其他兩種，這說(shuō)明PU泡沫在該結(jié)構(gòu)中發(fā)泡程度最高，即夾層的厚度最大。但無(wú)論織物的成分如何，三種結(jié)構(gòu)在200-600Hz的低頻下都表現(xiàn)出良好的吸聲效果。研究表明，織物與PU泡沫之間的界面導(dǎo)致復(fù)合結(jié)構(gòu)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(zhì)成核位點(diǎn)，使織物-PU界面孔徑降低，這同樣有助于吸聲性能的提高。
