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矽溶膠應用於植物纖維吸聲材料
更新時間: 2020-11-24 瀏覽次數:

隨著石油資源的日漸枯竭,傳統的石油基吸聲材料 (如聚氨酯泡沫 、聚苯乙烯泡沫) 的發展逐漸受到限製 ,開發綠色環保類吸聲材料顯得尤為重要 。植物纖維是一種天然可降解的生物質材料 ,廣泛存在於自然界的植物中 ,儲量豐富 ,合理利用這類資源能減少人類對石油類等不可再生原料的依賴 。

植物纖維基吸聲材料以植物纖維作為原料 ,具有可降解 、可再生的優勢 ,在取代傳統石油基吸聲材料方麵具有廣闊前景 。但植物纖維基吸聲材料較為蓬鬆的結構以及原材料的特性 ,植物纖維基泡沫材料的力學性能及防火阻燃性較差,限製了其發展 。

以矽溶膠纖維進行改性 ,通過泡沫成形技術 ,可以快速製備超輕質 、高強耐熱 、可循環降解的矽溶膠-植物纖維吸聲材料 。溶膠添加量對材料的密度 、力學性能 、熱穩定性及吸聲性能有不同程度的影響 。

矽溶膠沉積在植物纖維表麵形成一層無機薄膜 ,可以有效延緩熱量傳遞 ,使得最終分解溫度延長 ,矽溶膠-植物纖維吸聲材料的熱穩定性提高 。相比未添加矽溶膠 ,矽溶膠-植物纖維吸聲材料的體積減小 ,內部密實程度提高 ,彈性模量和屈服強度明顯提高 ,但隨著矽溶膠添加量的增大 ,吸聲材料的密度明顯增大 ,過高的矽溶膠添加量不利於吸聲材料的輕量化 。

未添加矽溶膠的吸聲材料吸聲效果最差 ,隨著矽溶膠添加量的增大 ,材料吸聲性先升高後下降。這是因為聲波主要是通過衍射的方式進入吸聲材料內部 ,當內部孔隙率過高 ,吸聲材料流阻小 ,聲波進入吸聲材料後無法在內部反複衰減 ,最終通過吸聲材料導致吸聲效果不佳 ;而當吸聲材料內部孔隙率過低 ,聲波在到達材料表麵時更容易發生反射 ,無法進入吸聲材料內部 ,使得吸聲材料吸聲性能降低 。矽溶膠的添加使得吸聲材料孔隙率降低 ,內部逐漸密實化 ,結合吸聲材料輕量化應用方麵考慮 ,吸聲材料的密度不宜過高 ,通過對矽溶膠添加量進行優化 ,可以使孔隙結構與吸聲性能達到最優平衡 。