【摘 要】
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近年来,噪音污染问题受到越来越多的关注,长期处于噪声环境下会使人们出现听力损失、睡眠障碍等症状。目前已有多种材料可以阻隔噪音,其中以具有阻尼和减震功能的隔音材料为主。聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为一种优秀的阻尼材料,因其强粘接性、高透明度和高抗冲击性而应用于多种夹层玻璃中。PVB夹层玻璃与传统玻璃相比即使碎裂,碎片也会被粘在中间层上,有效防止了碎片扎伤等事故的发生,确保了人身安全。目前,PVB夹层玻
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近年来,噪音污染问题受到越来越多的关注,长期处于噪声环境下会使人们出现听力损失、睡眠障碍等症状。目前已有多种材料可以阻隔噪音,其中以具有阻尼和减震功能的隔音材料为主。聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为一种优秀的阻尼材料,因其强粘接性、高透明度和高抗冲击性而应用于多种夹层玻璃中。PVB夹层玻璃与传统玻璃相比即使碎裂,碎片也会被粘在中间层上,有效防止了碎片扎伤等事故的发生,确保了人身安全。目前,PVB夹层玻璃在高层建筑、军事工业以及日常生活中的应用越来越广泛。然而受声学质量定律的影响,其在低频区域的隔音效果并不理想,特别是在阻隔200-700 Hz的人声方面。而增加玻璃的厚度并不是一个好的解决方案,这会使夹层玻璃的重量增加不利于安装和运输。因此,研制一种轻便、简单的隔音夹层安全玻璃是一个挑战。本文采用静电纺丝工艺和热压工艺制备了两种具有三明治结构的PVB复合夹层玻璃及其中间膜,然后对复合中间膜的隔音性能和复合夹层玻璃的透过率,抗冲击特性进行了表征,具体研究内容如下:(1)以聚酰胺6(PA6)为聚合物原料,利用静电纺丝技术制备PA6纳米纤维膜,并通过热压将得到的纤维膜嵌入PVB胶片中得到玻璃/PVB/PA6/PVB/玻璃类三明治结构的复合夹层玻璃,详细地讨论了PA6纤维的形貌与厚度对中间层胶片隔音性能的影响,阐明了静电纺丝纤维在复合中间膜中的隔音机理,测试结果表明PVB/PA6复合膜片的低频隔声性能明显增加,200-500 Hz的传递损失(TL)比纯PVB膜片最高可提高3.5 d B,平均透过声能减少47%,并对复合夹层玻璃优良的透过率,剪切强度和抗冲击特性进行了表征,为隔音夹层玻璃的制备奠定了基础。(2)在前期工作基础上,选择压电的聚偏氟乙烯(PVDF)作为电纺原料代替非压电的PA6,并引入了多壁碳纳米管(MWCNTs),利用光谱学、电导率测试等表征手段证实了MWCNTs对电纺PVDF纳米纤维膜电学性能的增强作用。系统地研究了PVDF纤维的压电性能与PVB/PVDF复合中间膜隔音性能之间的关系,实验结果证明PVDF的压电性能越高PVB/PVDF复合中间膜的TL越高,相比纯的PVB膜片最高可提高3.6 d B,平均透过声能减少48%,可有效阻隔人声,详细地分析了压电纤维在复合材料中的隔音机理,利用紫外吸收光谱、落球冲击试验等表征手段证实了复合夹层玻璃的透过率可以达到80%,剪切强度超过了3 MPa,在多次冲击过后质量破碎率依然维持在3%以内,完全满足使用要求,为隔音材料的研究和开发提供了新思路。
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