聚氨酯發(fā)泡材料的制備及吸聲結構優(yōu)化.pdf

1、隨著當今社會的發(fā)展和進步，噪聲方面的污染變得日趨嚴峻。人們生活的方方面面均會受到噪音的影響，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平臺中的吸聲材料，聚氨酯的粘彈性性質和它與水介質的阻抗匹配能夠使其盡可能多的吸收聲能。我們通過對聚氨酯（PU）吸聲材料進行工藝優(yōu)化與結構設計，來提高聚氨酯材料的水聲吸聲性能。
　　采用半預聚體法制備了聚醚型聚氨酯水聲吸聲材料，通過實驗得到了反應的最佳溫

2、度、原材料，在此基礎上，研究發(fā)泡劑（H2O）含量的不同對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，并對其進行了一系列表征，利用紅外光譜法（FTIR）和掃描電子顯微鏡成像（SEM）分別對產(chǎn)物進行了結構表征與形貌分析，同時研究了不同工藝參數(shù)下PU吸聲材料的熱性能（DSC）與動態(tài)力學性能（DMA），得到了產(chǎn)物的特征溫度和阻尼性能。
　　使用脈沖聲管法測定了吸聲樣品的水聲吸聲系數(shù)，確定出吸聲性能最佳時聚氨酯的合成配方和相

3、關工藝參數(shù)。此外，對樣品進行壓縮性能測試，從吸聲性能和力學性能兩個方面出發(fā)，找到一個最佳的平衡。
　　通過上面的實驗我們得到了PU吸聲材料的相關材料參數(shù)，接下來，繼續(xù)對PU吸聲材料進行結構設計，通過相關文獻的查閱和吸聲機理的深入分析，確定將吸聲樣品制成帶空腔的尖劈結構。建立吸聲結構的聲學模型并且由理論推導得到了吸聲尖劈結構吸聲系數(shù)的計算方法，帶入材料參數(shù)運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，得到了相關結論：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；當尖劈頂角度數(shù)為30°時，對尖劈吸聲系數(shù)的提高最為有利；空腔結構的引入可以大大改善尖劈結構在低頻段范圍內(nèi)的吸聲性能，比起圓臺形以及圓柱形狀的空腔，指數(shù)形空腔對吸聲性能的提高貢獻最大，而且空腔的尺寸增大，會導致吸聲性能獲得進一步的改善。此外，對靜水壓力作用下PU水聲吸聲材料的吸聲性能進行了進一步的探究，