1、隔声薄膜隔声性能的分析,主要内容,柔性聚氯乙烯（PVC）薄膜的隔声性能及面密度与隔声性能的相关性 填充无机物的PVC复合隔声材料隔声机理 玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料隔声性能 涤纶机织物与涤纶非织造布为增强体的PVC复合材料隔声性能研究 不同织物/PVC复合材料的隔声性能的研究 在复合材料中填加不同填充物对隔声性能的影响 增强材料的排列形式对隔声性能的影响 玻璃纤维的细度对隔声性能的影响 对隔声材料未来发展的探索,常用的隔声材料根据刚性的大小可分为刚性和柔性 两种。 工程上常用隔声材料的面密度(质量法则)去预测刚 性材料的隔声量。而对于柔性材料,由于还存在着阻 尼效应等,对其隔声性能及面密度
2、与隔声性能的相关 性研究很少。 柔性材料又常被用在隔声材料中,特别是柔性聚氯 乙烯(PVC),因其具有隔热、隔声、减震等优良的综 合性能和价格低廉的优点,常被用作隔声复合材料的 基体材料。 我们下面主要来探讨柔性聚氯乙烯基复合材料薄膜 的隔声性能。,柔性天花采用特殊的聚氯乙烯材料制成，0.15毫米厚。经有关专业院校的相关检测，证明柔性天花对中、低频音有良好的吸音效果。冲孔面对高频音有良好的吸音效果。非常适合音乐厅，会议室，学校的应用。,柔性聚氯乙烯薄膜的隔声性能 及面密度与隔声性能的相关性,将聚氯乙烯糊树脂(EPVC)、柠檬酸三丁酯(TBC)、环氧大豆油(ESO) 按照一定质量比混合搅拌均匀,
3、 并均匀地浇注到面积为300mm300mm的自制模具上,在165恒温箱中热处理15min后,取出自然冷却制得试样。通过控制浇注的混合剂的质量,得到不同面密度、厚度的试样。 隔声测试:采用混响室-消声室法测定材料的隔声性能。测试系统为BSWA VS302USB双声学分析仪。试样背衬为空气,试样的测试面积为250mm250mm,声压级为80dB的粉红噪声源。测试频率范围:1003150Hz,1/3倍频程。,结论：(1)柔性聚氯乙烯材料的隔声性能有别于刚性材料,对低频噪声有良好的隔声效果。而对中高频的隔声性能不显著。因此,在制备隔声复合材料时,可以根据该特点,选择增强材料,优化材料的隔声性能。(2)
4、柔性聚氯乙烯材料的平均隔声量随着面密度的增加而增加,且与其面密度的对数值呈良好的线性相关性。与质量法则的趋势相同,但两者的斜率和截距不同。因此,对质量法则的系数进行适当修正后,可以用面密度去预测柔性聚氯乙烯材料的平均隔声量。,填充无机物的PVC复合隔声材料隔声机理,无机填充物加入基体后,材料的粘弹性改变,复合材料的面密度增加。填料能增加材料的应变及损耗能量能力,能限制分子的运动,增加应变、应力之间的相对滞后,扩大阻尼温度范围所需要的玻璃态转变温度。增加材料的内摩擦以损耗能量,限制分子长链相互转换过程中的运动,从而增加了能量的转换。其次,由于基体树脂和填料是不同的物质,其弹性模量也不同。当承受相
5、同的交变应力时,将产生不同的应变而形成不同材料之间相对应变,从而产生附加的耗能。所以,当声波入射时,因基体与填料产生不同的应变而大大增加了声能的损耗。,隔声材料的测定采用四传感器驻波管法。随着频率的增加,不同填料含量的复合材料的隔声量的差距在逐渐减小,这是由于低频区属于劲度控制区,填料含量的加入提高了复合材料的弹性模量;而中高频区属于质量控制区,材料隔声量随着填料含量的增加而增加,这是满足隔声材料最基本的“质量作用定律”,特别是高频区,填料含量的改变无法根本影响对隔声性能起重要作用的阻尼因子,因此,高频区的隔声量差距没有低频区的大。,对于具有相同聚氯乙烯与无机物质量比,以及相同厚度与含量的复合
6、材料而言,粒径减小,隔声材料的平均隔声系数随之增大,这可能是由于无机物粒径越小,它与聚氯乙烯越容易混合均匀。 随着无机物投加量增加，不同复合材料粒径的复合材料体系隔声性能的差距变小了,甚至无机物投加量增加到一定程度后，粒径减小，复合材料的隔声性能反而降低。这是因为在低含量的时候,填料的粒径越小,在聚合物基料中的分布越均匀,与高分子链结合的越好。但当填料含量增大后,粒径小的粒子在复合材料中可能发生二次团聚现象,这就影响了填料在聚合物基料中的均匀分布,从而影响了材料的隔声性能。,这种新型隔声复合材料作为环境噪声控制的新型材料,具有很好的应用前景。通过对填料含量和粒径对隔声性能的影响分析,初步分析了
7、其隔声机理,但如何通过其他参数使复合材料的性能更优化,还有待于进一步的研究。,玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料隔声性能,玻纤作为隔声材料的优点：玻璃纤维织物具有良好的力学性能和柔韧性;结构疏松而在织物的微孔中滞留有空气;玻璃纤维具有较大的比重和声波传播速度,使其有良好的声阻抗。 在本研究中,针对声波的传播特点,用玻璃纤维织物和E型聚氯乙烯树脂制备了具有良好隔声性能的超薄、轻量、柔韧的玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料,并对其结构等进行了分析。,采用常压浇注工艺,制备玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料； 利用双通道声学分析仪,分析研究了其隔声性能； 利用DMA机,分析了该材料的结构和力学性能。 测试表明该
8、复合材料的隔声性能优于单一材料的隔声性能,在测试范围内,其隔声量超出了质量定律的预测效果,显示了该材料良好的隔声性能。厚度仅为0.5 mm、面密度为0.678 kg/m2。的该复合材料,其隔声性能超过了10 dB。,纯玻璃纤维织物有较大的透气性，聚氯乙烯是一种粘弹性材料,具有隔声及防震的作用； 聚氯乙烯基体与玻璃纤维之间有较大的声阻抗差异,当声波遇到玻璃纤维时将发生多次折射及散射,使得传播路径增大、声能消耗增多; 声波在聚氯乙烯基体中传播碰到玻璃纤维时相当于遇到障碍物,必须绕过玻璃纤维发生衍射,从而也使声波的传播路径加长而消耗掉声能; 当在E型聚氯乙烯树脂中加入玻璃纤维后,限制了树脂大分子链的
9、运动,应变、应力的增加相对滞后,材料的模量明显地提高,其介质损耗和玻璃化转变温度也相应地发生改变。当声波入射时,在材料中传播要克服更大的阻力,使得声能消耗增大,达到隔声的效果。,原因,玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料改变了传统隔声材料以高密度、大厚度来增加隔声效果的方法,且在测试范围内其隔音性能大于质量预测值。 并且该材料具有轻质量、超薄厚度及高柔韧等优点,是一种具有很好发展前景的隔声材料。,涤纶机织物与涤纶非织造布为增强体的 PVC复合材料隔声性能研究,用涤纶机织物和涤纶非织造布复合成PVC隔声材料,利用双声道分析仪、SEM等对样品的隔声性能、形态结构等进行分析测试。 材料隔声性能遵循质量定律
10、。故本实验中选择相近面密度的材料。对每个试样进行5次隔声测试，得知,涤纶非织造布/PVC复合材料的隔声性能更好一些。 原因:a)涤纶非织造布/PVC复合材料表面不平整,声波入射到表面时发生漫反射,并消耗一部分声能;b)涤纶非织造布/PVC复合材料内部空隙比较细密,内部纤维排列杂乱无章,声波在内部传播时与纤维壁易发生摩擦,声能的消耗较大,提高吸声性能。,对材料进行静态力学性能测试。机织物/PVC复合材料的拉伸载荷高于非织造布/PVC复合材料拉伸载荷,伸长却明显低于非织造布/PVC复合材料,这是由于作为增强体的机织物的力学性能优于非织造布。 对材料进行刚软度测试，涤纶非织造布/PVC复合材料的刚度
11、比机织物/PVC复合材料的要大,当聚氯乙烯基增加到一定程度,其刚度甚至超过了1Ncm。 综上所述，涤纶非织造布/PVC复合材料的隔声性能较优越;机织物/PVC复合材料的力学性能较优越。虽然前者比后者隔声性能好,但是结合两者的力学性能,涤纶机织物/PVC复合材料相对来说更适合做薄型、轻质、柔软的隔声材料。,不同织物/PVC复合材料的隔声性能的研究,复合材料中增强材料的种类和含量(例如:织物类增强材料的层数)对隔声性能的影响,在国内外研究尚很少。 本研究选用聚氯乙烯为基体,玻璃纤维织物、涤纶织物为增强材料,制备织物/聚氯乙烯基复合材料,研究增强材料种类对隔声性能的影响和织物层数对隔声性能的影响。
12、利用双通道声学分析仪,DMA等分别对其隔声性能和阻尼性能等进行分析。,结果表明:织物的种类和织物的层数对材料的隔声性能有很大的影响。(1)在面密度相同、织物层数相同的情况下,玻璃纤维制备的复合材料的隔声性能优于涤纶织物制备的复合材料的隔声性能。(2)在基体相同、织物种类相同的情况下,在织物层数为13层的范围内,织物的层数越多,制备的复合材料的隔声性能越好。,通过对以上文献的总结，可以得出玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料更适合做薄型、轻质、柔软的隔声材料。我们可以在此复合材料中填加一些不同的填充物，并对它们的隔声性能进行研究。 已有文献表明，加入废旧轮胎橡胶(WTR)后隔声性能没有降低,在低频段(
13、200630 Hz)和高频段(16008000 Hz)隔声量略有提高,中高频段(6301600 Hz)隔声量很接近,而常温以上的阻尼性能显著提高;随着WTRP含量的增加,隔声量在整个频率段变化不明显,拉伸强度先上升后下降。,不同填充物对复合材料隔声性能的影响,将炼钢炉渣粉填充到玻纤织物/聚氯乙烯复合材料中，复合材料的隔声性能在中低频段(5001000 Hz)随着面密度的增加而增加，在高频段(1000 Hz)变化不明显；炼钢炉渣粉填充到复合材料中提高了材料在中低频段(5001000 Hz)的隔声性能；对复合材料的阻尼性能和力学性能也有一定影响。 常压下浇注制备不同面密度(厚度)未填充和填充有漂珠
14、(CFA)的玻璃纤维织物/聚氯乙烯(GF/PVC)复合材料。在相近面密度条件下,CFA/GF/PVC复合材料的刚度、常温以上阻尼性、平均隔声量和高低频段(100 Hz630 Hz和1250 Hz8000 Hz)下的隔声量较GF/PVC复合材料均有所提高。两种复合材料的刚度、隔声量均随着面密度的增加而增加,其中隔声量在低频段增速最快,中频段次之,高频段最慢。,增强材料的排列形式对复合材料隔声性能有一定的影响。 文献中设计并制备了增强材料纵向排列和横向排列的玻璃纤维织物聚氯乙烯复合材料，采用混响室一静音箱法对其隔声性能进行了测试分析。 研究表明：增强材料的排列形式对复合材料的隔声性能有明显的影响，
15、复合材料的厚度超过5 mm后，在相同厚度和面密度的条件下，纵向排列的玻璃纤维织物增强复合材料比横向排列的玻璃纤维织物增强复合材料对低频和低中频的隔声性能好；且随着复合材料厚度的增加其差异增大。 因此，可以通过改变增强材料的排列形式来改善复合材料对低频和低一中频噪声的隔声性能。,增强材料排列形式对隔声性能的影响,玻纤细度对玻纤/PVC复合材料隔声性能也有影响。 以不同细度的玻璃纤维制成的织物制备玻璃纤维织物/聚氯乙烯隔声复合材料,并采用双声道分析仪、SEM等对样品的隔声性能、形态结构进行分析测试。 结果表明:玻璃纤维的细度对织物及复合材料的隔声性能都有较大的影响;在面密度、厚度等条件基本相同的情
16、况下,玻璃纤维的直径越小,制成的织物及聚氯乙烯复合材料的隔声性能越好。,玻纤细度对隔声性能的影响,与单一材料相比,声波在复合材料中的传播过程更加复杂,导致影响隔声性能的因素更加多元化。 特别是复合材料中增强材料的种类和含量(例如:织物类增强材料的层数)对隔声性能的影响,目前在国内外研究尚很少。 当前我们的主要任务是明确隔声复合材料中各因素对隔声性能的影响,这无疑是制备具有良好隔声性能复合材料的基础。 并且我们要不要的去探索和创新，通过对填充物的改变、增强材料的改变、增强材料排列形式的改变来不断进行实验，制造出隔声性能最优异、力学性能最好的薄型、轻质、柔软的复合材料。,对隔声材料的了解及未来的探索,感谢聆听 ! Thanks for your time！,
