更新時間: 2020-11-24
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隨著石油資源的日漸枯竭，傳統(tǒng)的石油基吸聲材料 （如聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫） 的發(fā)展逐漸受到限制，開發(fā)綠色環(huán)保類吸聲材料顯得尤為重要。植物纖維是一種天然可降解的生物質(zhì)材料，廣泛存在于自然界的植物中，儲量豐富，合理利用這類資源能減少人類對石油類等不可再生原料的依賴。
植物纖維基吸聲材料以植物纖維作為原料，具有可降解、可再生的優(yōu)勢，在取代傳統(tǒng)石油基吸聲材料方面具有廣闊前景。但植物纖維基吸聲材料較為蓬松的結構以及原材料的特性，植物纖維基泡沫材料的力學性能及防火阻燃性較差，限制了其發(fā)展。
以硅溶膠對纖維進行改性，通過泡沫成形技術，可以快速制備超輕質(zhì)、高強耐熱、可循環(huán)降解的硅溶膠-植物纖維吸聲材料。溶膠添加量對材料的密度、力學性能、熱穩(wěn)定性及吸聲性能有不同程度的影響。
硅溶膠沉積在植物纖維表面形成一層無機薄膜，可以有效延緩熱量傳遞，使得最終分解溫度延長，硅溶膠-植物纖維吸聲材料的熱穩(wěn)定性提高。相比未添加硅溶膠，硅溶膠-植物纖維吸聲材料的體積減小，內(nèi)部密實程度提高，彈性模量和屈服強度明顯提高，但隨著硅溶膠添加量的增大，吸聲材料的密度明顯增大，過高的硅溶膠添加量不利于吸聲材料的輕量化。
未添加硅溶膠的吸聲材料吸聲效果最差，隨著硅溶膠添加量的增大，材料吸聲性先升高后下降。這是因為聲波主要是通過衍射的方式進入吸聲材料內(nèi)部，當內(nèi)部孔隙率過高，吸聲材料流阻小，聲波進入吸聲材料后無法在內(nèi)部反復衰減，最終通過吸聲材料導致吸聲效果不佳；而當吸聲材料內(nèi)部孔隙率過低，聲波在到達材料表面時更容易發(fā)生反射，無法進入吸聲材料內(nèi)部，使得吸聲材料吸聲性能降低。硅溶膠的添加使得吸聲材料孔隙率降低，內(nèi)部逐漸密實化，結合吸聲材料輕量化應用方面考慮，吸聲材料的密度不宜過高，通過對硅溶膠添加量進行優(yōu)化，可以使孔隙結構與吸聲性能達到最優(yōu)平衡。
