硅溶膠在吸聲材料中的應用
2021-08-13
隨著石油資源的枯竭，傳統(tǒng)石油基吸聲材料(如聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫)的發(fā)展逐漸受限，因此開發(fā)綠色吸聲材料顯得尤為重要。植物纖維是一種天然可生物降解的生物質材料，廣泛存在于天然植物中，儲量豐富。利用硅溶膠對吸聲纖維進行改性，通過泡沫成型技術可以快速制備輕質、高強、耐熱的硅溶膠和植物纖維吸聲材料。溶膠的添加量對材料的密度、力學性能、熱穩(wěn)定性和吸聲性能有不同的影響。合理利用這些資源可以減少人類對石油等不可再生原材料的依賴。
以植物纖維為原料，具有可降解、可再生的優(yōu)點，替代傳統(tǒng)石油基吸聲材料具有廣闊的應用前景。然而，由于相對蓬松的結構和原材料特性，以及較差的機械性能和阻燃性，植物纖維泡沫材料的發(fā)展受到限制。
硅溶膠沉積在植物纖維表面形成無機膜，可有效延緩傳熱，延長分解溫度，提高硅溶膠-植物纖維吸聲材料的熱穩(wěn)定性。與非硅溶膠相比，硅溶膠-植物纖維吸聲材料的體積減小，內部致密性提高，彈性模量和屈服強度明顯提高。但隨著它的含量的增加，吸聲材料的密度明顯增加，過高的硅溶膠含量不利于吸聲材料的輕量化。
沒有硅溶膠的材料吸聲效果差。隨著含量的增加，材料的吸聲性能先變大后減小。這是因為聲波的方式主要是衍射至吸聲材料內部。當內部孔隙率過高時，吸聲材料的流動阻力較小，聲波在吸聲材料內部無法反復衰減，導致吸聲材料的吸聲效果較差;當吸聲材料中的孔隙率太低時，聲波到達材料表面時更容易被反射，但不能進入吸聲材料內部，從而降低吸聲材料的吸聲性能。硅溶膠的加入降低了吸聲材料的孔隙率，使其內部逐漸致密?？紤]到吸聲材料的輕量化應用，吸聲材料的密度不宜過高。通過優(yōu)化硅溶膠的用量，可以達到孔結構和吸聲性能的平衡。
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