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噪声污染会对人体和仪器产生很大的危害和影响,已在全球范围得到重视,因此研究和开发抗噪材料非常有意义。材料的隔声性能与材料的吸声性、面密度、阻尼性等有关。传统的隔声材料是以增加面密度的方法提高隔声性能,这种隔声材料的质量和厚度都较大,加工和实用性较差。轻质、薄型、加工性好的隔声材料成为研究重点。前期研究中发现聚氯乙烯(PVC)纺织复合材料具有较好的隔声性能。PVC具有良好的阻尼性能和隔声性能,纺织材料作为增强体可以提高PVC的隔声性能和力学性能。不同纺织材料的性能也有较大差别,本文通过改变增强体-纺织材料的方法来研究纺织材料/PVC隔声复合材料的性能。为了研究PVC纺织隔声复合材料的性能,本实验中,制备了以玻纤机织物、涤纶机织物、涤纶非织造布和不同细度玻纤机织物作为增强体与PVC复合成隔声材料。通过对这些材料进行扫描电镜观察,隔声性能、拉伸性能、剥离性能、动态粘弹性等分析比较,探讨纺织材料细度、结构对PVC纺织复合材料的隔声性能、力学性能的影响。
PVC膜和玻纤织物PVC复合材料的隔声性能随面密度增大而提高,并且符合线性关系。由于PVC中加入玻纤织物会使入射声波路径增大,声摩擦增多,声能消耗增大;玻纤织物本身具有较好的机械性能,作为增强体可以大大提高复合材料的力学性能。相同面密度的玻纤织物/PVC复合材料的隔声性能和拉伸性能均优于纯PVC膜,前者的平均隔声量比后者高1.5dB左右而且在常温下玻纤织物/PVC复合材料的阻尼性也好于PVC膜,前者的断裂应力是后者的13倍左右。
较细的玻纤可以增加玻纤内空气和纤维壁的振动,透声量较小,相同面密度的玻纤织物以及玻纤织物/PVC复合材料的隔声性能均随玻纤直径的变小而提高。6μm玻纤复合材料的平均隔声量比11μm玻纤复合材料高1.6dB左右。玻纤织物/PVC复合材料的拉伸性能、剥离性能随玻纤直径减小而略有提高。
改变PVC复合材料的增强体,使用玻纤织物,涤纶织物和涤纶非织造布与PVC复合得到隔声材料,比较三者的隔声性能发现相同面密度(1.9kg/m2左右)涤纶非织造布复合材料的平均隔声量为15.50dB高于玻纤织物复合材料(14.98dB)和涤纶织物复合材料(14.32dB)。非织造布纤维排列杂乱无章,内部孔隙细密,复合材料表面凹凸不平,声波在材料内部发生较多的摩擦和消耗,在材料表面发生漫反射,降低透声量。三者的拉伸性能和剥离性能有很大差异,玻纤机织物/PVC复合材料的拉伸最好(断裂应力为21.63MPa),涤纶非织造布/PVC复合材料最差(断裂应力为14.55MPa);涤纶非织造布/PVC复合材料的剥离强度(1.18N/mm)明显好于机织物/PVC复合材料(玻纤机织物/PVC复合材料0.33N/mm,涤纶机织物/PVC复合材料0.74N/mm)。