聚氨酯發(fā)泡材料的制備及吸聲結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，噪聲方面的污染變得日趨嚴(yán)峻。人們生活的方方面面均會(huì)受到噪音的影響，控制噪聲的方法主要是使用吸聲降噪材料。本文主要采用聚氨酯（PU）作為消聲水池和其他水下聲學(xué)平臺(tái)中的吸聲材料，聚氨酯的粘彈性性質(zhì)和它與水介質(zhì)的阻抗匹配能夠使其盡可能多的吸收聲能。我們通過對(duì)聚氨酯（PU）吸聲材料進(jìn)行工藝優(yōu)化與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，來提高聚氨酯材料的水聲吸聲性能。
　　采用半預(yù)聚體法制備了聚醚型聚氨酯水聲吸聲材料，通過實(shí)驗(yàn)得到了反應(yīng)的最佳溫

2、度、原材料，在此基礎(chǔ)上，研究發(fā)泡劑（H2O）含量的不同對(duì)聚氨酯吸聲性能的影響。我們制備了硬段含量不同的PU吸聲樣品，并對(duì)其進(jìn)行了一系列表征，利用紅外光譜法（FTIR）和掃描電子顯微鏡成像（SEM）分別對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征與形貌分析，同時(shí)研究了不同工藝參數(shù)下PU吸聲材料的熱性能（DSC）與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能（DMA），得到了產(chǎn)物的特征溫度和阻尼性能。
　　使用脈沖聲管法測(cè)定了吸聲樣品的水聲吸聲系數(shù)，確定出吸聲性能最佳時(shí)聚氨酯的合成配方和相

3、關(guān)工藝參數(shù)。此外，對(duì)樣品進(jìn)行壓縮性能測(cè)試，從吸聲性能和力學(xué)性能兩個(gè)方面出發(fā)，找到一個(gè)最佳的平衡。
　　通過上面的實(shí)驗(yàn)我們得到了PU吸聲材料的相關(guān)材料參數(shù)，接下來，繼續(xù)對(duì)PU吸聲材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過相關(guān)文獻(xiàn)的查閱和吸聲機(jī)理的深入分析，確定將吸聲樣品制成帶空腔的尖劈結(jié)構(gòu)。建立吸聲結(jié)構(gòu)的聲學(xué)模型并且由理論推導(dǎo)得到了吸聲尖劈結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)的計(jì)算方法，帶入材料參數(shù)運(yùn)行后得到不同情況下的吸聲系數(shù)曲線。
　　通過MATLAB程序編寫和參數(shù)

4、優(yōu)化，得到了相關(guān)結(jié)論：材料的吸聲系數(shù)受密度ρ的影響不大；彈性模量的不同會(huì)引起水聲吸聲性能的變化，較小的彈性模量有利于低頻段吸聲性能的改善；當(dāng)尖劈頂角度數(shù)為30°時(shí)，對(duì)尖劈吸聲系數(shù)的提高最為有利；空腔結(jié)構(gòu)的引入可以大大改善尖劈結(jié)構(gòu)在低頻段范圍內(nèi)的吸聲性能，比起圓臺(tái)形以及圓柱形狀的空腔，指數(shù)形空腔對(duì)吸聲性能的提高貢獻(xiàn)最大，而且空腔的尺寸增大，會(huì)導(dǎo)致吸聲性能獲得進(jìn)一步的改善。此外，對(duì)靜水壓力作用下PU水聲吸聲材料的吸聲性能進(jìn)行了進(jìn)一步的探究，