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硅溶胶应用于植物纤维吸声材料
更新时间: 2020-11-24 浏览次数:

随着石油资源的日渐枯竭,传统的石油基吸声材料 (如聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫) 的发展逐渐受到限制,开发绿色环保类吸声材料显得尤为重要。植物纤维是一种天然可降解的生物质材料,广泛存在于自然界的植物中,储量丰富,合理利用这类资源能减少人类对石油类等不可再生原料的依赖

植物纤维基吸声材料以植物纤维作为原料,具有可降解、可再生的优势,在取代传统石油基吸声材料方面具有广阔前景。但植物纤维基吸声材料较为蓬松的结构以及原材料的特性,植物纤维基泡沫材料的力学性能及防火阻燃性较差,限制了其发展。

以硅溶胶纤维进行改性,通过泡沫成形技术,可以快速制备超轻质、高强耐热、可循环降解的硅溶胶-植物纤维吸声材料。溶胶添加量对材料的密度、力学性能、热稳定性及吸声性能有不同程度的影响。

硅溶胶沉积在植物纤维表面形成一层无机薄膜,可以有效延缓热量传递,使得最终分解温度延长,硅溶胶-植物纤维吸声材料的热稳定性提高。相比未添加硅溶胶,硅溶胶-植物纤维吸声材料的体积减小,内部密实程度提高,弹性模量和屈服强度明显提高,但随着硅溶胶添加量的增大,吸声材料的密度明显增大,过高的硅溶胶添加量不利于吸声材料的轻量化。

未添加硅溶胶的吸声材料吸声效果最差,随着硅溶胶添加量的增大,材料吸声性先升高后下降。这是因为声波主要是通过衍射的方式进入吸声材料内部,当内部孔隙率过高,吸声材料流阻小,声波进入吸声材料后无法在内部反复衰减,最终通过吸声材料导致吸声效果不佳;而当吸声材料内部孔隙率过低,声波在到达材料表面时更容易发生反射,无法进入吸声材料内部,使得吸声材料吸声性能降低。硅溶胶的添加使得吸声材料孔隙率降低,内部逐渐密实化,结合吸声材料轻量化应用方面考虑,吸声材料的密度不宜过高,通过对硅溶胶添加量进行优化,可以使孔隙结构与吸声性能达到最优平衡。