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(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。我們通過對聚氨酯（PU）吸聲材料進行工藝優(yōu)化與結(jié)構(gòu)設(shè)計，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，通過實驗得到了反應(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(jié)構(gòu)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(guān)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(guān)材料參數(shù)，接下來，繼續(xù)對PU吸聲材料進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過相關(guān)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(jié)構(gòu)。建立吸聲結(jié)構(gòu)的聲學模型并且由理論推導得到了吸聲尖劈結(jié)構(gòu)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(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(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，