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聚氨酯吸声材料研究 常鹏善，丁晓东，卢少杰 (船舶系统T程部．北京100036) 摘要：用扫描电子显微镜(SEM)、动杏力学丹折仪(DMTA)锌拄术研究r聚氨强，环轼树腊Ⅱ穿H蛴材 料、囊氯酎氧化锌蚺米材料、聚氯醑发袍材辩的微观结构特性和动志力学损耗特性．井测试，这=种翠 氨醣材料的哑声性能．研究表明：采用襄氨醴瓶化锌蚺米材料和聚氨酯发泡材料具有较好的吸声性能． 美键自：聚氯酯；吸声性艋动本力学性艟 中舶分类号：TB564 文献标Ⅷ码A 1引言 声波在不同媒质中传播．会引起体积的膨胀和压缩，发生媒质的粘滞损耗和热传导损耗．对丁 粘弹性高分子材料，其压缩和膨胀的过程是具有不同松弛时间的运动单元对不同频率作用力所表现 出来响应．这种状态的变化伴有分子内能的重新分配，其主要方式为高分子材料分子链段运动或材 料中的微粒对材料作相对运动所引起的摩擦损耗和声波对粒子散射引起的能耐损耗。聚氨酯材料由 于其优异的损耗特性，丰富多样的配方设计．简便的成型工艺，被，|泛地应用于水声材料。 本文系统地进行了聚氨酯／环氧树腊互穿阿络材料、聚氯酯，氧化锌纳米材料、聚氨酯发泡材料的 研究．采用纳米氧化锌改性聚氨酯和玻璃纤维增强发泡聚氨酯的技术途径．有效改善了聚氮醑材料 的吸声性能。 2聚氨酯／环氧树腊互穿网络材料研究 2l互穿闻络材料sEM分析 圈】为聚氨酯，双酚A型环氧树脂互穿阿络材料的扫描电子显微镜例片。黑色代表Pu相，白色 代表EP相。从图中可见，体系分相明显．环氧树脂相与聚氨酯相各自连续一而且相互贳穿，表明材 料获得了比较理想的互穿效果。 ∞剌蚀聚氯醢 bl划蚀环氧树胎 围1 PU／EP=S0：20打描电镜厢 2．2互穿田维材料DMTA分析 对聚氨酯，艰酚A型环氧树魔互穿髓络材料进行动态 力学性能分析，见圈2。由圈可见．纯粹的檗氨酯材料阻 尼峰较高，但峰宽窄。互穿网络材料PU：EFt-80：20时， DMTA谱囝显示一个较宽的吸收峰．而且阻尼吸收较高 C扭n跚3)，表现出报好的阻尼行为．可适丁用作宽温度范 围内使用的阻尼材料。当PU：EP=50：50时．显示二个明显 的吸收蜂，分别呈现了PU和EP两组分的阻尼峰．而且 阻尼值较低，说明PU与EP的相分离明显，IPN体系相容 性比较羞。 附2聚氯醣佩酚A型环氧树脂A穿H络 2．3互穿网络材料声学性能研究 材料DMTA圈 表1为IPN型PUJEP材抖的(样品厚度为50mm)吸 声数据，由此可见，IPN型PU／EP材料的吸声性能较差。 分折原因，可能是IPN材料的阻抗与水的 阻抗不匹配所致。 袭1 IFN型PU／EP材料的吸声数据表 3聚氨酯纳米材料的研究 3．1聚氨醢虚化锌纳米材料SEM分析 圈j为聚氨酯／氧化锌纳米材料的扫描电子显徽镜图片，从圉中可见，即使在氧化辟音量为2％ 时，复合材料中仍有氧化锌的聚集态存在；而氧化锌在材料的不同部位-则差异根小-说明在制样 过程中，主要还是氧化锌颗粒的解团聚作用为主，而颗粒的沉降影响则井不明显． 曲20氧化饽(表面) b)5＆氧化锌(表面) 图3聚氨醣，毓化锌纳米材料膨鞔 3上聚氨醢，氯化锌纳米材料DIVlTA分析和声学性能分析 图4为聚氪酯，氧化锌纳米材料DMTA曲线。由图可见，在聚氨酯，螽【化锌纳术材料中，阻尼吸 收较大的温域基本为-20C至加℃；随着氧化锌音量的增加．阻尼温域略有上升、阻尼吸收有F降． 这可能是由于随着氧化锌古董的增加，氧化锌颗粒的团聚现象较为严重，导致有效颗粒对聚氦酯分 子链的影响变化不大。 ·1—-．_～fJ—