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当今,随着工业的逐步发展,各种噪声也日益恶化着人类的生活环境和工作环境,严重影响着人们的身体健康。因此噪声污染的防御与控制己成为急需解决的一个重大课题。有关高效吸声、隔声材料的研究也日益被提升为一个极为重要的课题。隔声材料一般是根据质量定律进行设计制造的,根据质量定律我们要增加材料的隔声量,只有增加材料的面密度,以提高其隔声性能。其中高密度颗粒粉末钢渣粉(SLAG)填充聚合物复合材料提高了复合材料的面密度,但在几种复合材料的结合方面却受到很大的影响,只要在几种复合材料之间加入一种粘合剂,就能弥补隔声材料的不足,此方法不但保持了隔声材料的高隔声性能,而且具有柔软、力学性能好、热稳定性和阻燃性能佳等众多性能。
本文首先以增塑剂增塑聚氯乙烯(PVC)为研究对象,找出适合本研究的较佳品种和用量。再以偶联剂改性填料SLAG和增强材料玻璃纤维(GF)填充PVC复合材料为研究对象。主要对偶联剂改性GF和SLAG填充到PVC复合材料后的柔软性、力学性能、隔声性能等及改性方法作了研究。首先,通过混合、烘烤、干燥等一系列工序研制成填充有活性SLAG或GF的隔声材料。然后运用电子扫描显微镜(SEM)拍摄试样截面的微观形貌照片,观察填充物与复合材料的结合状态。采用北京声望电技术有限公司生产的BSWAVS302USB双通道声学分析仪对在相近面密度下,不同配比的三种增塑剂和不同含量的三种偶联剂分别添加到复合材料里,对其制得的复合材料的隔声性能进行了分析。利用万能材料试验机对复合材料的力学拉伸性能、剥离强度、顶破性能进行了测试,利用热分析仪对复合材料的热稳定性进行了测试,利用自动氧指数测定仪对复合材料的阻燃性能进行了探讨。经过实验发现:
一、不同配比的三种增塑剂分别添加到GF/PVC制得的复合材料的柔软性、力学性能、阻燃性差别很大,综合考虑三种增塑剂的价格和不同配比时的各种性能可知,选用增塑剂TBC,且配比在130/100(增塑剂/PVC)时较理想。后面实验用到的增塑剂都是这个标准。
、不同偶联剂不同含量改性GF制得的GF/PVC复合材料仍然是柔性材料,其中硅烷偶联剂KH550添加量为1%、硅烷偶联剂KH560添加量为2%、钛酸酯偶联剂HW101添加量为0.5%时,其复合材料的力学性能最佳,且力学性能大小规律是:KH550>KH560>HW101,阻燃性能是:HW101>KH550>KH560,偶联剂的加入对隔声材料的隔声性能几乎没有影响。
三、偶联剂改性SLAG填充到GF/PVC复合材料中,大大提高了复合材料的力学性能,同时也相应提高了热稳定性和阻燃性,其中以硅烷偶联剂KH550添加量在2%时的效果较佳。且改性SLAG采用直接加入法效果更好。