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2017年第10期（下转第120页）时代农机TIMES AGRICULTURAL MACHINERY第44卷第10期Vol.44No.102017年10月Oct.2017作者简介：张新亮（1981-），男，重庆人，硕士，讲师，主要研究方向：智能制造技术、数控技术与数控系统、PLC 应用、金属热处理、材料成型技术。
复合材料吸声性能研究张新亮(,401120)摘要：以聚氨酯为主原料，掺玻璃纤维，在发泡剂的作用下，制出一种新型多孔吸声材料，采用驻波管法测试材料的吸声系数。
研究结果表明，纤维、发泡剂及厚度对材料吸声性能有显著影响。
关键词：聚氨酯；纤维；吸声系数；降噪；发泡剂降低噪的途径有吸声、隔声、阻尼减振，阻尼减振高分子材料在降噪材料中占有很大的比例。
我国采用的吸声材料以超细玻璃棉为主，它吸声系数大、密度小，但强度低、易断裂、易飞扬吸尘，应用受到限制。
聚氨酯作为一种资源丰富、生产能耗低的塑料，质量轻、吸声隔热好、尺寸稳定性好、易加工。
文章用发泡剂对掺有玻璃纤维的高强聚氨酯进行发泡处理，探索提高吸声材料中低频吸声系数和强度的途径。
1试验部分（1）原料与材料制备。
聚氨酯（PUR）颗粒、1，4-二氧六环、玻璃纤维、发泡剂、柠檬酸、泡沫稳定剂、硅酸盐水泥。
第一步：取100g 聚氨酯颗粒，按照一定的配方称取水泥、柠檬酸和泡沫稳定剂，质量分别为8.41g，0.07g 和0.13g。
将上述材料加入到500ml 单颈烧瓶中，加入300ml1，4-二氧六环，机械搅拌将各组分混合均匀；第二步：称取发泡剂0.4g，加入20ml 水搅拌，待泡沫丰富，缓慢加入3g 玻璃纤维，待玻璃纤维分散均匀后，倒入聚氨酯混合物，搅拌得到泡沫浆体；第三步：将稳定的泡沫浆体浇注成型，风干法除去溶剂和水；第四步：对浇注物进行脱模。
（2）测试。
在抗压、抗折强度试验机上测量材料在7天龄期下的强度。
材料吸声系数按GT3F-88-85所规定方法测定，使用AWA6122A 型智能电声测试仪。
聚氨酯泡沫吸声材料的制备及性能研究
王启强
【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2016(000)011
【摘要】利用一步法制备聚氨酯泡沫吸声材料，探究了配方和发泡工艺对泡沫材料性能的影响，对材料的吸声系数、力学强度和微观结构进行了测试与表征。
结果表明，当发泡剂为8 g、匀泡剂为1．5 g、反应温度为30℃时，聚氨酯泡沫的吸声系数为0．42；经130℃处理10 h后，聚氨酯吸声材料具有较好的综合性能，其吸声系数和力学强度分别为0．47和0．68 MPa。
SEM观测显示，吸声材料形成了分布均匀有利于吸声的开孔-闭孔共存体系。
【总页数】3页(P54-56)
【作者】王启强
【作者单位】绵阳职业技术学院，四川绵阳 621000
【正文语种】中文
【中图分类】TU55
【相关文献】
1.磷石膏基复合吸声材料的制备与性能研究 [J], 黄友珍;李玉博;李显良;马保国;苏英;祝路
2.硅溶胶/植物纤维吸声材料的制备及其性能研究 [J], 董凯辉;王习文
3.全固废多孔吸声材料的制备及性能研究 [J], 李旭华
4.碱式硫酸镁多孔吸声材料的制备及性能研究 [J], 周冬冬;方莉;杨巧珍;邱瑞芳;程
芳琴
5.无机吸声材料的制备及性能研究 [J], 林鹏;曹先启;凌宇辰;王湘淇;刘务博
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聚氨酯发泡胶在汽车隔音降噪方面的分析与应用及汽车噪音汽车是一个高速运动的复杂组合式噪声源。
汽车发动机和传动系工作时产生的震动、高速行驶中汽车轮胎在地面上的滚动、车身与空气的作用，是产生汽车噪音的根本原因。
根据汽车噪音对环境的影响，可将汽车噪音分为车外噪音和车内噪音，车外噪音是指汽车各部分噪音辐射到车外空间的那部分噪音。
主要包括发动机噪音、排气噪音、轮胎噪音、制动噪音和传动系噪音等。
车内噪音是指车厢外的汽车各部分噪音通过各种途径传入车内的那部分噪音以及汽车各部分震动传递路径激发车身各部件的结构震动向车厢内辐射的噪音，这些噪音声波在车内空间声学特性的制约下，生成较为复杂的混响声场，从而形成车内噪音。
平静汽车隔音的研发人员通过实验发现抑制车辆内部噪音，改善混响声场最有效的方式就是选择性能优异的隔音材料并利用异型吸音槽来缓冲并吸收汽车噪音，从而在止震和隔音的基础上达到最佳的吸音降噪效果。
平静隔音把汽车噪音来源简要分为以下几种：发动机噪音、排气系统噪音、风扇噪音、传动系统噪音、轮胎噪音、制动噪音、气动噪音、车身结构噪音等等，由于车辆噪音的复杂性，以上噪音源并非仅是并列关系，而从平静隔音实际研发的角度看，汽车噪音源还可以在目前的基础上做更进一步的分析。
汽车噪音来源的深入剖析发动机噪音发动机噪音中，除了发动机机体发出的机械声外，还包括进气系统噪音，改装族更换"冬菇头"以后动力增大的同时发动机噪音也增加不少，就是因为对原车进气系统做了改动的原因：高速气体经空气虑清器、进气管、气门进入气缸，在流动过程中，会产生一种很强的气动噪音。
降低发动机本身产生的噪音及由发动机震动引起的其它噪音有若干办法：1、改造发动机燃烧过程以降低燃烧爆发的冲击；2、降低由此冲击产生的激后力引起的发动机各部件震动；3、降低由活塞上下运动、曲轴转动引起的不平衡力以及降低发动机机械震动。
发动机运转的噪音主要由挡火墙和驾驶室的前底板部位传入驾驶舱，因此，平静汽车隔音通过在U槽、挡火墙及底板部位粘贴带异型吸音槽的吸音棉来抑制噪音。
聚氨酯材料的光学性能研究聚氨酯材料作为一种重要的功能性材料在各个领域中得到了广泛的应用。
除了其出色的力学性能和化学稳定性外，聚氨酯材料的光学性能也备受关注。
本文将围绕聚氨酯材料的光学性能展开研究，并探讨其在光学领域的应用前景。
一、聚氨酯材料的光学性质聚氨酯材料具有丰富的光学性质，包括折射率、透明度、吸收率、散射等。
这些性质直接影响着聚氨酯材料在光学器件和光学材料方面的应用。
1. 折射率聚氨酯材料的折射率是指光在聚氨酯材料中传播时的光线偏折程度。
折射率可以通过实验测量得到，并可以根据材料的化学组成和结构进行调控。
在可见光范围内，聚氨酯材料的折射率通常在1.4-1.7之间变化。
2. 透明度透明度是指聚氨酯材料对光的透过能力，也称为光传输率。
透明度高的聚氨酯材料在光学领域中具有广泛的应用前景，例如用于光学器件的透明外壳、光学涂层等。
透明度的提高可以通过优化材料的纯度和制备工艺来实现。
3. 吸收率吸收率是指聚氨酯材料对入射光吸收的程度。
在某些特定波长下，聚氨酯材料可能表现出较高的吸收率。
这种吸收行为可以应用于光敏元件的制备，例如光电池、光电探测器等。
4. 散射散射是指光在聚氨酯材料中传播时遇到颗粒或界面等不均匀结构时发生方向变化的现象。
聚氨酯材料的散射特性可以通过材料制备过程中的控制来调节。
在某些情况下，散射可以被应用于光学器件中，例如散射增强光学薄膜的制备。
二、聚氨酯材料的光学应用聚氨酯材料在光学领域中有着广泛的应用前景。
以下是几个典型的应用案例：1. 光学涂层聚氨酯材料可以制备具有特定光学性质的涂层，用于改善光学器件的光学性能。
例如，在太阳能电池板上应用聚氨酯涂层，可以提高光的吸收效率，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
2. 光学波导聚氨酯材料的高折射率和低吸收率使其成为制备光学波导的优选材料。
通过制备聚氨酯材料的光波导结构，可以实现光信号的传输、调制和分配，广泛应用于通信和光学传感器等领域。
3. 显示器件在显示技术中，聚氨酯材料可以用于制备柔性显示器件。
聚氨酯制备总质量对其声学特征参数的影响分析王永华;刘哲明;许金凯;于化东;张成春;穆罕默德·艾冲【摘要】研究了聚氨酯(PU)的制备质量(密度)对其声学特征参数的影响,为建立制备条件与其声学特征参数之间的关系奠定基础.首先制备了相同温度,相同配比,不同制备原料质量的PU泡沫,然后利用搭建的一个能够快速测试多孔材料特征参数的试验台测试不同泡沫的吸声性能及声学特征参数,如孔隙率、流阻、曲率和特征常数等,分析了原料质量对PU声学特征参数的影响.结果表明,制备质量对PU的吸声性能具有重要影响,质量太大或者太小都会降低PU的吸声性能,原料质量为42g的PU泡沫表现出最好的吸声性能,流阻先降低后增加,孔隙率在48g时最大.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(041)005【总页数】5页(P56-59,69)【关键词】聚氨酯;声学特征参数;吸声系数【作者】王永华;刘哲明;许金凯;于化东;张成春;穆罕默德·艾冲【作者单位】长春理工大学吉林省精密微制造技术及装备工程实验室,长春130022;吉林大学工程仿生教育部重点实验室,长春 130025;长春理工大学吉林省精密微制造技术及装备工程实验室,长春 130022;长春理工大学吉林省精密微制造技术及装备工程实验室,长春 130022;长春理工大学吉林省精密微制造技术及装备工程实验室,长春 130022;吉林大学工程仿生教育部重点实验室,长春 130025;里昂中央理工大学流体力学和声学实验室,法国埃居利 69134【正文语种】中文【中图分类】TG146噪声对人们的危害正呈迅猛发展之势，噪声污染已成为当代世界性的问题。
控制噪声最根本的方法是依靠吸声材料来达到吸声降噪的目的。
聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯，是分子结构中含有重复氨基甲酸酯基（-NHCOO-）的高分子材料的总称。
可根据多种要求制成聚氨酯泡沫塑料、橡胶、涂料、粘合剂、合成纤维、合成皮革、防水灌浆材料、热塑性弹性体，生物医用材料等多种产品[1-3]，广泛应用于交通运输、建筑、机械、石油化工、国防、医疗等诸多领域[4-7]。
＊2007-08-21收稿,2007-09-21修稿;＊＊通讯联系人,E -mail :qh721002@聚合物的分子结构与吸声性能研究＊王清华1＊＊ 李效东1 杨盛良1 孟宪林2 张海永2(1国防科技大学航天与材料工程学院 长沙 410073) (2海军装备技术研究所 北京 102442)摘 要 以甲苯二异氰酸酯和聚乙二醇为原料合成了聚氨酯,同时以乙烯基聚二甲基硅氧烷和含氢硅油为原料合成了硅橡胶.然后,以上述合成的硅橡胶和聚氨酯橡胶分别作为消声涂层的基体材料,研究了聚合物分子结构对涂层吸声性能的影响.采用傅利叶变换红外光谱(FTIR )表征了聚合物的分子结构,用驻波管法测量了涂层的吸声系数,用拉伸法和剪切法测定涂层的拉伸模量和剪切模量,并利用有限元程序ANSYS8.0模拟分析了涂层在水压下的形变.测试结果表明,不同结构的聚合物,在常压和高压下呈现出不同的吸声性能.具有柔性链状结构的硅橡胶基涂层,在水压作用下形变较大,吸声系数随水压增大而迅速减小;而含氢键结构的聚氨酯基涂层,在水压作用下形变较小,吸声系数随水压增大而升高.分析认为聚合物自由体积的大小和运动可能是影响涂层吸声性能的重要因素.橡胶体积压缩后,在一定程度上减少了自由体积的大小,限止了自由体积的运动,因此,选择刚性结构的聚合物作为涂层基体,调节自由体积,是制备在高压下具有高吸声性能涂层的重要途径.关键词 消声涂层,分子结构,自由体积,水压,吸声性能 舰船是海军作战的主要装备,现代科学技术的飞速发展,给舰船的发展带来了深刻的影响,一些新技术在舰船上的应用,给未来海上作战方式带来了深刻的变化.潜艇向着大潜深的方向发展,随之而来的对抗型潜艇装载的对抗武器向着高性能、高精准、高威力和高潜深方向发展[1,2].研究大潜深的潜艇声隐身材料,是适应现代潜艇的大潜深、高战斗性能发展趋势的迫切需要.研究和合成具有较高的阻尼性能的高分子材料,是消声材料研究的一个重要内容[3,4,5,6].涂层基体的分子结构,是影响涂层物理性能的根本因素.本文从两个典型的分子结构体系,一个是线型结构,一个是交联结构,研究涂层的聚合物基体的分子结构对加压条件下涂层吸声性能的影响.合成了随压力增加吸声系数升高的聚氨酯基消声涂层.无定形高分子链按一定的构象势能随机卷曲自然形成的极微小的相对封闭的空间,称之为自由体积.一般自由体积的尺寸在1nm 以下.因为几乎不可能有任何气体分子能渗透进入,自由体积内形成微小的真空区间.声波是一种机械波,它的传递依靠质点的振动传递来传播,在近真空状态下,声波不能传递而发生反射和绕射.因此,橡胶分子中自由体积的存在,使得声波多次被反射和绕射而改变传播方向,相当于增加了涂层的厚度,这是橡胶类高分子具有吸声效果的基本要素之一.1 实验部分1.1 样品制备主要原料,2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI ,中国上海试剂一厂)、聚乙二醇2000(广东汕头市西陇化工厂)、聚乙二醇600(广东汕头市西陇化工厂)、甲基丙烯酸甲酯(天津市科密欧化学试剂开发中心)、二月桂酸二丁基锡(上海山浦化工有限公属)、石墨(市售),乙烯基聚二甲基硅氧烷(GMX05),含氢硅油(GMX505).聚氨酯基涂层合成是将经过脱水处理的1000g 聚乙二醇2000和17.7g 一缩二乙二醇混合均匀,加热至50℃,在氮气保护下,向其中缓缓滴加348g TDI 、控制—CNO —OH (数比)在1.2.滴加完备,在80℃下恒温反应4h 制成淡黄色预聚体,预聚体中游离—C NO 的含量在6%(用二正丁胺法测定).取100g 预聚体,加入64.3g 聚乙二醇600、10g 甲基丙烯酸甲酯、34.9g 石墨和0.2g 二月桂酸二丁基锡,搅拌均匀,倒入模具,在第6期2008年6月高 分 子 学 报ACTA POLYMERIC A SINIC ANo .6Jun .,2008517室温下固化5h ,脱模,制备成5c m 厚的测试样品.硅橡胶基涂层合成是以含乙烯基的聚二甲基硅氧烷作为基础聚合物,含氢硅油作为交联剂,二者按10∶1质量比与20wt %的石墨高速搅拌均匀,倒入模具,室温固化8h 左右,制成5cm 厚的测试样品.1.2 实验仪器与测试方法吸声性能的测试仪器采用中科院声学所Ф57mm 脉冲声管,按GB T14369-93标准(声学水声材料样品插入损失和回声降低的测量方法),测试涂层在3～30kHz 的吸声系数.测试条件为常压,声波入射方向※水※(样品+6mm 钢板)※空气末端;加压,声波入射方向※水※(样品+6mm 钢板)※空气末端.利用傅利叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectrosc opy )法表征涂层基体的分子结构,采用Nicolet -360红外光谱仪进行测定.涂层的剪切模量和拉伸模量测试,在株洲电力机车研究所橡塑弹性元件检测中心,按GJB981-90标准,测试橡胶的拉伸模量E 和剪切模量μ.2 结果与讨论2.1 吸声涂层高分子材料基体的结构表征以不同的聚合物作为消声涂层的基体,研究聚合物结构对吸声性能的影响.在本研究中采用室温固化的硅橡胶和室温固化聚氨酯作为消声涂层的基体.涂层固化后,将涂层样品切片,测定涂层IR 图谱.硅橡胶基涂层的IR 结构表征如图1所示,聚氨酯橡胶涂层的IR 结构表征如图2所示.Fig .1 IR of silicon rubber -matrix coating在图1中,1015.94cm -1对应Si —O ,2957.35c m -1对应CH 2,1259.14cm -1对应Si —C H 3;793.78为Si —C 的红外特征峰,可知涂层中硅橡胶基涂层中的聚合物是聚硅氧烷.Fig .2 IR of PU -matrix coating在图2中,2917.12cm -1和2848.88cm -1对应CH 2,1736.21cm -1对应C O ,1462.72cm-1和800.45c m-1对应NO -3(催化剂中含硝酸盐),1261.10cm -1对应C —N ;1097.49cm -1和1018.39c m -1对应C —O —C ,719.69cm -1对应(CH 2)n ,可知聚氨酯基涂层中的聚合物是带苯环的氨基甲酸酯.2.2 涂层的吸声性能表征以硅橡胶和聚氨酯作为涂层的基体材料,涂层的其它组分相同,测试涂层在0～3MPa 下,3～30kHz 范围内的吸声性能,图3(a )所示的是硅橡胶基涂层在不同压力下的吸声曲线,图3(b )是硅橡胶基涂层平均吸声系数随压力的变化关系,图4(a )所示的是聚酯基涂层在不同压力下的吸声曲线图,图4(b )所示的是聚氨酯基涂层平均吸声系数随压力的变化关系图.从图3(a )可以看到,硅橡胶基涂层随水压增加吸声性能迅速下降;从图4(a )可以看到聚氨酯基涂层的吸声性能随水压增加而增加.从图3(b )和图4(b )可以看到,硅橡胶基涂层的平均吸声系数随水压增加而迅速下降,在3～30kHz 范围内,在常压下,硅橡胶基涂层的平均吸声系数为92.6%,压力增加,平均吸声系数从0.5MPa 下的26.9%降到3MPa 下的13%;聚氨酯基涂层在不同水压下,平均吸声系数随水压增加而升高,在常压下,平均吸声系数为68.5%,水压从0.5MPa 升高到3MPa ,平均吸声系数从75.2%增加到87.6%.2.3 涂层基体的分子结构与抗压性能关系模拟采用有限元方法对不同分子结构涂层的样品进行加压模拟,分析样品在水压下的变形.采用有518高 分 子 学 报2008年限元程序ANSYS8.0进行分析.Fi g .3(a ) 〗Frequency response curves under di fferent hydraulic press ure of silicon rubber -matrixFi g .3(b ) Average abs orption coefficient under different hydraulic press ure c oating of s il icon rubber -matrix2.3.1 创建有限元模型[7] 为了模拟出样品在压力情况下的变形情况,创建的样品模型和测试样品的形状一样,均为圆柱形,它可看作是由一长方形绕其某一固定边旋转一周所得.长方形的固定边为圆柱的中轴,将其设为圆柱的Y 轴;长方形的另一边为圆柱的底面圆半径,将其设为圆柱的X 轴.模型的大小与测试样品相同,底面圆直径为56.5mm ,高为50mm .圆柱体是由长方形旋转1周所得,它是轴对称图形,对其进行应力分析,可简化为对旋转前的长方形进行分析.在平面上建立X 、Y 直角坐标系,在直角坐标系中对样品进行加压模拟分析.其中,λ为拉梅常数,μ为剪切模量,K 为体积压缩模量,E 为杨氏模量,σ为泊松比,S 为体积纵波模量.在表1中,E 和μ是测试值,另外4个常数是根据这6个常数间的关系的计算值[8].将材料Fi g .4(a ) Frequency response curves under different hydraulicpressureFi g .4(b ) Average abs orption coefficient under different hydraulic press ures数值输入到ANSYS 分析软件中,准备进行模拟计算.Table 1 The mechanics capability of coatSampl e Λ(MPa )μ(MPa )K(MPa )E(MPa )σS (MPa )Silicon rubber 8.1490.5578.5211.6360.4689.264Polyurethane rubber143.844.140146.6112.3150.486152.132.3.2 施加载荷及求解 (1)施加载荷,设定约定条件.测试压力为0.5～3MPa ,因此,分别在0.5、1、1.5、2、3MPa 下对硅橡胶模型施加压力.样品测试是在脉冲声管中进行的.硅橡胶样品的直径为56.5m m ,而脉冲声管的内径为57mm ,且脉冲声管中充满了海水,可以认为,在压力作用下,样品沿X 轴方向没有位移.因此,在模拟实验前,将圆柱体模型的两边施加约束,使之在压力作用下沿X 轴方向固定不变.5196期王清华等:聚合物的分子结构与吸声性能研究(2)求解.在压力作用下,硅橡胶模型内部会受到应力的作用.在不同压力下,通过计算,可以得到模型在压力作用下的具体变形量.将变形量转化为体积压缩率后对压力作图,如图5所示.Fig.5 The compres sibility of vol ume under different pres sures从图5可以看到,样品体积压缩率均随着压力的增加而增大.还可以看出,硅橡胶样品随压力的增加,在0.5～3MPa压力范围内,硅橡胶基涂层的体积压缩率为0.55%～3.29%,而聚氨酯基涂层的体积压缩率仅为0.03%～0.20%,体积压缩率远比聚氨酯大.由2.1节表征结果图2可知,聚氨酯涂层的基体是含大量分子间氢键的聚醚型聚氨酯,含有大量由异氰酸酯和羟基反应形成的氨基甲酸酯极性基团.该基团的内聚能很高[9],含有大量氨基甲酸酯基团的刚性链段间相互作用的能量加合起来是非常大的,在线型聚氨酯链之间形成一种假交联的网络结构.在室温下,聚合物具有共价键交联网络所表现出来的物理性能和机械行为.具有刚 性结构的聚氨酯,由于体积变形量小,压力增加时分子间隙自由体积变化不大.同时,加压后,氢键在交变应力作用下发生破坏和重建,增加了能量的消耗.声波进入涂层以后,水压增加,声波传递速度增加,在较高频率段,由于共振吸收增强,导致吸声系数增加.由2.1节表征结果图1可知,硅橡胶涂层的基体是聚硅氧烷.聚硅氧烷分子结构中,Si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来; C—H极性很小,使分子间相互作用力十分微弱;聚硅氧烷呈螺旋状结构、有机侧基(甲基)朝外排列、并绕SiO键旋转,引起体积变大[10].由于具有这种特殊的分子结构,当受到很大外力作用时,体积可以压缩变小.具有柔性结构的硅橡胶,随着水压增大,柔性分子链极易滑移变形,使得分子间隙自由体积迅速变小、自由体积运动受阻,声波的传播方向改变变小,相当于极大的减少了涂层的厚度,使得涂层的吸声性能迅速下降.综上所述,高分子材料基体链段间隙存在一定的自由体积,该自由体积近似真空状态,是改变声波传播方向、增加剪切形变的重要因素,是涂层吸声性能的基本要素之一.选择合适的高分子材料体系,通过调整高分子的化学结构改变分子极性;通过优化高分子的链结构可以改善自由体积的尺寸和分布;通过对材料的改性可以提高材料的压缩模量以抑制自由体积的变形,是制备在高压下具有优良吸声性能涂层的有效途径.REFERENCES1 Hou Xiaomen g(侯晓蒙).World Outlook(国际展望),2002,(16):58～602 Fu Ch en g(福成),Yang Bin(杨斌),W an g Bin(王斌).China Ord nance Ind ustry(国防科技工业),2002,(3):58～593 Burtion S A.Maritime Defense,1994,19(2):26～284 Zh ou Hon g(周洪),Hu ang Gu an gsu(黄光速),Chen Xirong(陈喜荣),He Xianru(何显儒).Progress ing in Chemis try(化学进展),2004,16(3):50～545 Li Qian g(李强),Hu an g Gu an gsu(黄光速),J ian g Luxia(江璐霞).Acta Polymerica Sin ica(高分子学报),2003,(3):409～4136 He Xianru(何显儒),Huan g Gu an gsu(黄光速),Zhou Hong(周洪),J ian g L uxia(江璐霞),Zhao Xiaod ong(赵小东),Zhang Jun(张俊),Wan g J ian hu a(王建华).Acta Pol ymerica Sinica(高分子学报),2005,(1):108～1127 Chen J ian pin g(陈建平),He Y uanan(何元安),Lu S haoj ie(卢少杰).Ship Verificat ion Information(舰船论证参考),2004,(1):40～448 Wan g Rongjin(王荣津).Und er water Mat erials Hand book(水声材料手册).Beijin g(北京):Science Press(科学出版社),1983.7～109 Hepbu rn B C.Polyurethan e Elast omer(聚氨酯弹性体).Liaon ing(辽宁):Liaonin g Since Press(辽宁科学出版社),1985.54～5510 X in g Son gmin g(幸松民),Wan g Yilu(王一璐).S yn thetic Techn ics and Apl iati on of Organ ic Silicon(有机硅合成工艺及产品应用).Beij ing(北京):Che mical Ind ustry Pres s(化学工业出版社),2000.371～793520高 分 子 学 报2008年STUDIES ON THE RELATIONSHIP BETWEEN S OUND ABSORPTIONAND MOLEC ULA R STRUCTURE OF POLYMERSW ANG Qinghua 1,LI Xiaodong 1,Y ANG Shengliang 1,MENG Xianlin 2,ZHANG Haiyong2(1Co lleg e o f A ero s p ac e an d M ate rial En gin eer ing ,Nati on al Univ .o f Defen se Tech no lo gy ,Ch an gs ha 410073)(2Na vy Equ ip ment Tech no lo gy Ins titut e ,Bei jin g 102442)A bstract Two c oating matrix materials ,polyurethane and silicone rubber were used for investigating the relationship between absorption and molecular structure of polymers under hydraulic pressure .The polyurethane wassynthesized with toluene diisocyanate and polyethylene glycol as main raw materials ,and the silicone rubber was pr epared with vinyl polydimethyl siloxane and hydrogen -containing silic one fluid .The molecular structure of polymers was analyzed by using Fourier transform infrared spectroscopy .The sound absorption per for mance was measured by the standing wave tube method .The mechanical per for mance of coating films was characterized by tensile and shear moduli measurements ,and their volume change under hydraulic pressure was simulated by using a file ANSYS 8.0.The different polymer presented different sound absorption perfor mance under ordinary and hydraulic pressure .As frequenc y ranged fr om 3to 30kHz under ordinary pressure ,the average absorption coefficient of silicone rubber -based coatings was 92.6%,and that of polyurethane -based coatings was 68.5%.The sound absorption performance of c oatings changed noticeably with hydraulic pressure increased .The sound absorption perfor mance of silicone rubber with flexible molecule chain str ucture decr eased rapidly when the hydraulic pr essure increased .The average absorption coefficient changed from 26.9%under 0.5MPa down to 13%under 3MPa .The sound absorption ability of polyurethane with rigid molecule chain structure increased when the hydraulic pressure increased .The average absorption coefficient changed from 75.2%under 0.5MPa to 87.6%under 3MPa .The results of finite element analysis showed that the volume compressibility of silicone r ubber -based coatings increased fr om 0.55%to 3.29%,and that of polyurethane -based coatings changed from 0.03%to 0.20%when the hydraulic pressure increased from 0.5MPa to 3MPa .The polymer of polyurethane -based coatings was a polyether -type polyur ethane with a lar ge number of inter molecular hydrogen bonds and carbonate polar gr oups from TDI and hydroxyl groups .The cohesive power of the carbonate groups was ver y large ,the total power of interaction of the rigid molecule chains with large numbers of carbonate groups was powerful ,which engendered network -like structure among linear chains .The free volume of polyurethane with rigid molecule chains changed slightly as the volume compressibility was less under hydraulic pressure .The flexible molecule chains of silicone rubber were easy to slide under hydraulic pressure ,which resulted in rapid decrease of free volume ,and the molecular motion was blocked .The sound absorption performance was affected by the size fr ee volume and the movement of polymer molecules .These results indicate the importance of molecular structure and free volume adjusting in preparing excellent anechoic coatings under high hydraulic pressure .Keywords Anechoic coating ,Molecule structure ,Free volume ,Hydraulic pressure ,Sound absorption performance5216期王清华等:聚合物的分子结构与吸声性能研究。
#研究报告#聚氨酯泡沫体吸声材料的双层复合效应研究*翟彤周成飞郭建梅曹巍曾心苗(北京市射线应用研究中心100012)摘要:采用二次发泡工艺制备了聚氨酯双层复合泡沫吸声材料,对其吸声性能进行了理论预测与实验验证,并探讨了复合方式对泡沫材料吸声性能的影响。
结果表明,用传递矩阵法来计算聚氨酯双层复合泡沫板材的吸声系数与实验测量结果基本吻合;双层复合聚氨酯板材较单层聚氨酯泡沫的吸声性能有所提高。
关键词:聚氨酯泡沫;双层复合;吸声材料;吸声性能中图分类号:T Q 323.8文献标识码:A文章编号:1005-1902(2009)05-0011-04聚氨酯泡沫具有吸声系数高、密度小、富有弹性、易于加工、施工简便等特点,是一类重要的吸声材料,在军事和民用方面都有广泛的用途。
有关聚氨酯吸声材料的多层复合效应,近年来已引起人们的关注。
王源升,等[1,2]在水声用聚氨酯弹性体的多层复合方面进行了理论和实验研究。
研究结果表明,从理论上来优化设计聚氨酯多层复合吸声结构,可以克服依靠大量反复试验测量来优化设计中存在的既费时又费力的缺点。
在理论优化设计中,采用传递矩阵法计算多层复合结构吸声系数是一种比较行之有效的方法,但其工作主要是针对弹性体等非多孔材料。
在实际应用中,经常需要对不同泡孔结构的泡沫进行复合,发挥吸声效果。
因此,本研究主要依据传递矩阵法来建立适合聚氨酯泡沫双层复合结构优化设计的计算方法,并从理论计算和实验两方面考察其双层复合结构对吸声性能的影响。
1实验部分1.1原材料聚醚多元醇,TEP23033,天津市石化三厂;聚醚多元醇,H 4110,南京红宝丽股份有限公司;聚合物多元醇,YB 3,江阴友邦聚氨酯有限公司;聚碳酸酯二醇,S T 6L ,北京盛唐优威化工有限公司;端羟基聚硅氧烷(107胶),10725000,上海树脂厂;苯酐聚酯多元醇,PS21752,南京金陵斯泰潘化学有限公司;1,42丁二醇(BD ),国药集团化学试剂有限公司;异氰酸酯(P API ,P M2200)、4,4c 2双仲丁氨基二苯基甲烷(W ana L i nk 6200),烟台万华聚氨酯股份有限公司;均苯四酸二酐(P MDA ),廊坊市贝德商贸有限公司;Si O 2气凝胶,T YS2610F ,山西纳米材料科技有限公司;硅油,AK8805,德美世创化工有限公司;三乙烯二胺,TEDA2A 33,江苏雅克化工有限公司;三丁胺,北京化学试剂有限公司;氢氧化铝,K H 23,绵阳西力达超细材料公司;甲基磷酸二甲酯(D M MP)、三(22氯乙基)磷酸酯(TCEP),宝应县晨光化工厂;一氟二氯乙烷(HCFC2141b),浙江三环化工有限公司;以上原料均为工业级。
