聚丙烯/中空玻璃微球复合材料隔声特性分析

分析了中空微球填充聚合物复合材料的隔声机理,由此建立了中空微球填充聚合物复合材料的隔声模型并推导出相应的隔声量方程,同时预测了中空玻璃微球(HGB)填充聚丙烯(PP/HGB)复合材料的隔声量,并将其与实测数据进行了比较。结果表明:PP/HGB复合材料的隔声量随着声波频率的增加而增大,其中当频率较低时,复合材料的隔声特性对频率的敏感性较强;PP/HGB复合材料的隔声量与HGB的体积分数成线性关系;随着声波频率或HGB体积分数的增加,隔声量的理论预测值与实测数据具有大致相同的变化趋势。     

纤维增强树脂基夹芯复合材料隔声性能的研究

本文对轨道交通车辆安装复合材料头罩的驾驶室进行隔声研究,先从双层纤维增强树脂基夹芯复合材料对称结构和非对称结构的隔声性能进行研究,再对三层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构的隔声性能进行探究,接着进一步探究阻尼材料、隔声材料对纤维增强树脂基夹芯复合材料隔声性能的影响,最后根据驾驶室的实际情况,探究空气层和内饰件产品对驾驶室隔声性能的影响。结果表明,对于双层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构,在声源侧分配厚的纤维层,比平均分配两侧纤维层可获得更高的隔声性能;对于三层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构,将厚度最大的纤维层置于近声源端,将厚度次之的纤维层置于远声端,将厚度最小的纤维层置于中间的结构,其隔声量明显优于双层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构;在复合材料背面增加阻尼材料或隔声材料都可提高其隔声性能;考虑内饰件及空气层时,驾驶室的隔声量可提高。     

氧化石墨烯-聚氯乙烯层状复合材料的隔声性能研究

向极性聚氯乙烯(PVC)基体中引入改性氧化石墨烯(GO),通过溶液法采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)改善了GO在基体中的分散性,利用材料结构对声波的吸收和反射,制备了氧化石墨烯/聚氯乙烯层状复合材料。研究了GO的含量及层状结构对聚氯乙烯基复合材料隔声性能的影响。结果表明,改性的氧化石墨烯增加了体系的模量和动态力学性能,层状结构具有多种声学性能,能有效提升体系的隔声性能。当GO质量分数为1.5%时,GO/PVC复合材料在2 000 Hz处隔声量可达51.52 dB,在1 000～6 300 Hz范围内平均隔声量为39.33 dB,而GO/PVC层状复合材料在1 120 Hz处隔声量可达56.55 dB,在1 000～6 300 Hz范围内平均隔声量为45.15 dB。     

根据SEA法对墙体隔声吻合效应的研究

以单层墙体作为研究对象,采用SEA法研究墙体隔声中吻合效应的特征,探索减弱吻合效应的方法。研究结果显示,用SEA法计算的隔声频率曲线比质量定律的计算值更接近于实测值,且能够清晰地反映出吻合效应的特点及规律。本文还根据SEA法的预测结果对墙体构件的材料选择进行了探讨,结果表明,当隔声对象处在可发生吻合效应的频率范围内时,增加墙体面密度不会提高隔声性能,此时使用临界频率更高或更低的材料才能增大隔声量。     

钢渣粉改性SEBS/蛭石复合材料的隔声性能研究

将蛭石填充到钢渣粉改性过的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)/钢渣粉基体中,用模压法制备不同配比、不同目数和不同面密度的SEBS/钢渣粉/蛭石复合材料。利用双通道声学分析仪,研究了其隔声性能;利用扫描电子显微镜(SEM)、万能材料试验机等研究了材料的微观结构、拉伸力学性能等。结果表明,经钢渣粉改性的SEBS与蛭石相容性较好,制作出的复合材料隔声性能优于基体材料;在相近面密度条件下,蛭石含量的变化对隔声性能的影响主要在声频1 600 Hz的区域;蛭石目数的变化对复合材料隔声性能影响不大;复合材料的隔声量随着材料面密度的增大而增大,主要体现在声频段200~1 600 Hz。     

二维声子晶体的隔声机理及其特性

提出一种局域共振二维声子晶体模型,将局域共振机理与气体泵动阻尼技术相结合,研究了该技术对模型带隙及隔声量的影响;增加振子数目情况下,分析了多振子模型对带隙拓宽的效果。通过改变4振子模型的材料组分,打破模型的对称性,研究了对称性对模型带隙及隔声量的影响。结果表明:气体泵动阻尼技术的引入可以有效提升模型的隔声量;多振子模型在拓宽带隙的同时可以有效改善隔声效果,其中4振子模型隔声效果最佳;通过改变材料组分打破模型的对称性,可以增加振子的谐振频率,改善某些频率处的隔声效果,同时其质量降低为原模型的66.9%。这一结果可以为声子晶体的实际工程应用提供一定的理论参考。     

均匀橡胶弹性体隔声量的理论计算

由于材料在水声介质中的隔声性能的测试方法和测试设备较复杂，目前还没有在水声介质中的隔声量的标准测试方法。笔者从理论上研究了材料在水声介质中的隔声性能(隔声量)的计算方法，利用该方法计算了所合成的材料在不同厚度下的隔声量。计算结果表明：随着厚度的增加，材料的隔声量增加，但在低频下，当厚度增加到40mm以后，隔声量随厚度的增加而变化得很缓慢，在低频下不符合厚度每增加一倍，隔声量增加6dB这一规律。     

阻尼-隔声复合应用于噪声控制方面的研究进展

文章简要阐述了阻尼材料与隔声材料在噪声控制方面的研究近况,主要讲述了阻尼及隔声复合材料国内外研究进展,并对该复合结构材料的前景作了展望。     

复合钢化真空玻璃隔声性能理论与分析

真空玻璃作为新一代节能环保玻璃,不仅具有安全和高强度的特征,而且还具有隔热、隔声等优越性能.通过建立复合钢化真空玻璃的声波传递模型,采用波传递法(WTM)理论推导了其隔声量计算公式,并理论分析了不同因素影响下的复合钢化真空玻璃隔声量.研究结果表明,复合真空玻璃的隔声性能显著优于单片玻璃,且玻璃厚度越大,隔声量越高.钢化...     

填料对车用阻尼涂料阻尼隔声性能的影响

采用聚丙烯酸酯乳液为基体材料,片状绢云母和碳酸钙为主要填料制得高性能车用阻尼复合涂料,测得其阻尼损耗因子和在不同频率下的隔声量。结果表示:加入不同粒径的片状云母,能在一定范围内有效地提高材料的隔声性能和阻尼性能,但却使乳液中大分子链与填料之间的表面结合相对困难。通过使用硅烷偶联剂对云母进行表面改性处理,不仅能够有效地改善大分子链与填料之间的相容性情况,同时还能明显提高材料的阻尼性能及隔声性能。     

Experimental and theoretic studies on sound transmission loss of laminated mica‐filled poly(vinyl chloride) composites

The effects of dioctyl phthalate and inorganic filler, mica, on the sound insulation property of poly(vinyl chloride) (PVC) were investigated in this work. The stiffness and mass laws, which are the common theoretic tools to predict the soundproof properties of materials, were used to analyze the sound transmission loss (STL). The experimental results revealed that the stiffness and mass laws can describe well the sound insulation property of PVC/mica composites. The stiffness and surface density are important factors influencing the improvement of STL. With the increase of content of mica, STL and resonance frequency, f_mn, of PVC/mica composites increase. Moreover, the change of STL in the stiffness‐ controlled region is more obvious than that in the mass‐controlled region, because the addition of mica in PVC leads to a greater increase in the stiffness. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

NBR/CR-Based High-Damping Rubber Composites Containing Multiscale Structures for Tailoring Sound Insulation

High-damping acoustic composites with unique sound insulation feature is reported, demonstrating surprisingly stable soundproof properties over a wide bandwidth of frequency (63–6300 Hz) with good mechanical properties. The extraordinary acoustic properties are attributed to the multiscale synergy of lamellar and hollow structures by multifillers adding. The acoustic composites are designed and fabricated through a low-temperature one-time rubber mixing process using nitrile butadiene rubber(NBR), chloroprene rubber (CR) as matrix and mica powder (MP), hollow glass beads (HGB), and montmorillonite (MMT) as multifillers. The soundproof mechanism is discussed in detail. Results indicate that the synergism of damping and sound absorption behaviors in the composition has a considerable impact on the acoustic characteristics, which can be controlled by the blending ratio of NBR/CR matrixes and the multiscale structures of MP/HGB/MMT multifillers. The designed multifillers acoustic composites can adapt to broadband engineering noise control including walls in express train constructions, panels of vessel or aircraft cabins, and large transportation pipelines.     

聚合物基复合材料隔声性能的研究

分析了无机粒子填充聚合物复合材料的隔声原理，指出其隔声效果的改善可归因于粒子使声波多次折射、散射和绕射导致传播路径增加，以及粘弹性的改变令声能消耗增大。测试了几种聚合物基复合材料的隔声性能，结果表明，隔声效果服从质量定律，且含中空粒子的复合材料具有更优越的隔声性能。     

High-damping polyurethane/hollow glass microspheres sound insulation materials: Preparation and characterization

The high-damping property of polyurethane elastomers and the low density of the hollow glass microspheres (HGM) were used to prepare the sound insulation materials in the present work. The transmission loss (TL) was measured to evaluate the HGM content on the sound insulation properties. The experimental results showed that the addition of HGM improved the hardness and compression modulus of the HGM-filled polyurethane composites, and the loss factor (tan δ) of polyurethane composites were greater than 0.9. The average transmission loss (ATL, from 63 to 6300 Hz) reached 37.32 dB when the content of HGM was 10 wt%. The ATL of the HGM-filled polyurethane composites with 15 wt% HGM in the damping control region and the mass control region were 31.94 and 46.78 dB, respectively. The synergistic effect of the microphase separation, the interfacial effect and the rigidity of polyurethane composites resulted in the improvement on sound insulation property. The polyurethane composite has a great potential application for the field of sound insulation materials.     

改性氧化石墨烯/丁基橡胶复合材料的制备和隔声性能研究

通过Hummers法并以硅烷偶联剂KH-550为改性剂制备改性氧化石墨烯(GO),以改性GO作为补强填料、丁基橡胶(IIR)为橡胶基体制备改性GO/IIR复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:加入改性GO制备的复合材料的拉伸强度先增大后减小,损耗因子峰值增大,阻尼温域扩宽,隔声性能略有提升;复合材料可以有效抑制单层镀锌钢板的共振和吻合效应,基于其阻尼特性制备的约束阻尼隔声板隔声性能明显提高。     

交替多层TPU／SEBS复合材料阻尼隔声性能的研究

用自行设计的微层挤出体系制备了热塑性聚氨酯弹性体／苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（TPU／SEBSS）交替多层复合材料,同时准备了同组分的传统共混样品。实验结果结果表明：与传统共混样品相比,交替多层TPU／SEBS复合材料具有更宽的阻尼温域、更高的隔音系数和更优异的力学性能。并且随着层数的增加,其阻尼、隔声和力学性能提高。     

低密度聚乙烯/氧化锌复合材料制备及其隔声性能研究

采用钛酸酯偶联剂对氧化锌（ZnO）进行表面改性,改性ZnO与低密度聚乙烯（LDPE）制备LDPE/ZnO复合材料。分析ZnO形貌及添加量对复合材料力学性能、阻尼性能、隔声性能及热稳定性的影响。结果表明：改性ZnO与LDPE具有良好的界面相容性,ZnO可以提升LDPE/ZnO复合材料的抗拉强度、隔声性能及热稳定性,四针状氧化锌（T-ZnO）添加量为5%时,复合材料的力学性能最好,综合性能最优。     

LDPE/石墨复合材料导热系数模拟与实测值的比较

应用ANSYS的参数化有限元分析技术,建立了无机粒子填充聚合物复合材料的导热模型,模拟了石墨填充低密度聚乙烯(LDPE)复合材料的传热过程。在此基础上,模拟了LDPE/石墨复合材料的导热系数,并与文献报道的实测数据进行比较。结果表明,两者之间有较好的一致性。     

Properties and mechanism of a novel metallic-hollow-spheres/polyurethane acoustic composite

In this article, 316L stainless steel hollow spheres (316L HS) and polyurethane (PU) resins were used to prepare a novel metallic-hollow-sphere/polyurethane (MHSP) acoustic composite by casting. The acoustic experimental results of this composite revealed that compared to monolithic PU, the sound transmission loss of the composites increased and the maximum sound absorption peak shifted to lower frequency with the change of acoustic impedance and resonance frequency. When the surface of metallic hollow sphere used in MHSP composite was modified by silane coupling agent, the sound insulation and sound absorption performance of MHSP composites were further improved. This is related to the addition of the molecular layer of coupling agent between MHSP matrix. In addition, the addition of silane coupling agent creates PU foaming in matrix, resulting in a large number of pores and gaps that can increase the sound waves energy loss through air friction and heat exchange.     

轻质环氧基复合材料隔热性能的实验与数值研究

通过实验和数值模拟方法研究了空心玻璃微球/环氧树脂复合材料隔热性能。首先使用ANSYS/APDL建立代表性体积单元,探讨了模拟过程中模型尺寸、填料体积分数、填料平均粒径及基体与填料导热系数之比(λ_m/λ_p,λ_m保持不变)对复合材料导热系数的影响。数值研究结果表明:当代表性体积单元尺寸大于500μm时,模型尺寸对复合材料导热系数的计算结果影响较小;复合材料导热系数随填料体积分数和λ_m/λ_p的增大而减小,且基本不受填料粒径影响。其次,将复合材料导热系数实验值和计算结果进行对比,比较发现导热系数计算结果和实验值及Agari模型理论值吻合较好,证明了计算方法的可靠性。同时,空心玻璃微球的掺入有效地降低了树脂的密度。轻质隔热的空心玻璃微球/环氧树脂复合材料有潜力成为一种具有广泛应用前景的节能环保材料。