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1、第31卷第9期发泡橡胶吸音材料·21·发泡橡胶吸音材料张虹王凯(阜新橡胶有限公司,辽宁阜新123000)编译摘要:以前用玻璃棉和聚氨酯发泡材料做吸音材料,但这类吸音材料只对高频率有效,对低频率则效果不大,该文作者用EPDM橡胶作发泡材料,其吸音率的峰值可以在不同频率范围内根据设计要求而发生位移,大大提高了吸音要求。关键词:发泡橡胶,吸音率,频率数中图分类号:TQ336.4+6文献标识码:B文章编号:1671-8232(2004)09-0021-04显示了高的吸音率,而在4kHz以下的低频范前言围里只显示了很低的吸音率。不过要开发对任何频率的声音都有较高吸音率的材料是
2、很困难过去,多以玻璃棉和聚氨酯泡沫塑料作为的。多孔吸音材料。我们发现当声波通过材料中的空隙时,由于空气的粘性阻力,使其具有了吸音的特性。这类吸音材料,对高频率的声波显示了高的吸音率,而对低频声波的吸音率则不理想。文中研究开发了与以往吸音材料完全不同,由发泡橡胶组成的新的吸音结构材料。这种吸音结构材料,由于其结构设计的改进,尽可能地提高了所要求频率的吸音率,另外,对低频范围内的吸音率也有所提高,这种特征是过去吸音材料所没有的。1这种吸音结构材料特点图2该吸音结构材料和过去吸音材料的吸音率(厚度:15mm)文中介绍的吸音材料的结构如图1所示,相对以前的吸音材料,文中介绍
3、的吸音结在含半闭孔结构(后文详述)的EPDM发泡橡构材料,在1kHz、2kHz低频范围内的声音,具胶材料上,按方格型设计了众多相同的开孔。有良好的吸音率效率。另外,在图2的开发标样1和标样2中,改变了开孔的大小及分布,对1kHz、2kHz的声音都能达到吸音的峰值。这样,对该吸音材料进行结构设计,就可在任意频率范围内,使吸音峰值(最高值)发生位移,因而能得到所需的吸音材料。图1吸音材料的结构2各种发泡材料的吸音特性对比试验将该吸音材料制成厚度为15mm的胶片和普通吸音材料,如玻璃棉、聚氨酯泡沫塑料,(1)试验材料进行吸音率的对比,对比结果如图2所示。玻璃试验用的发泡材
4、料如表1所示,发泡材料棉、聚氨酯泡沫塑料在4kHz的高频率范围内根据其气孔结构大致可分为连续开孔发泡材·22·世界橡胶工业2004料、半闭孔发泡材料、独立开孔发泡材料三种。孔。在这里,作为半闭孔发泡材料具有连续开孔这类气孔结构可根据其吸水率来加以辨别。一和独立开孔混合的气孔结构,孔隙粗,具有中等般的吸音材料,如聚氨酯泡沫塑料,属于连续开吸水率。表1研究中使用的发泡材料气孔结构连续开孔半闭气孔独立开孔图解吸水率*0.47～0.650.042～0.110.001～0.024(g/cm3)聚氨酯各种硫化橡胶各种硫化橡胶材料三聚氰胺等EPDM,NBR等EPDM,NBR等*J
5、ISK6767B法显示出良好的吸音特性,即使设计了开孔,吸音特性也几乎不变。独立开孔发泡材料在全频率范围内只显示出很低的吸音特性,由于设计了开孔,虽然对特定频率的声音显示出高吸音峰值,但是,峰型狭窄,不实用。试验中使用的吸音材料是一种由半闭孔的发泡橡胶组成的泡沫材料,对1kHz左右的低、中频率的声音有比较宽的吸音峰值。另外,由于设计了开孔,所以最高峰在3kHz左右的高频一侧移动。图3各种发泡材料的吸音率(厚度:15mm,开孔分布条件19,30mm间隔)在这三种发泡材料试验片上,按方格型每隔30mm,设计了具有一定直径的开孔。为了进行比较,还进行了无开孔时的试验。(
6、2)垂直入射吸音率的测定根据JISA1405标准,测定垂直入射吸音率。但是,超过2kHz的频率时要使用A管测定。图4不同孔径的研发新品之垂直入(3)气孔结构有无开孔与吸音特性的关系射吸音率(厚度:15mm,孔间对于厚度为15mm的发泡材料,分别选择距:30mm)具有连续开孔,独立开孔,半闭孔的各种发泡材在半闭孔的发泡材料上,改变开孔的直径,改料,设置直径为19的开孔和没有开孔的,进行变开孔的设置间距,改变材料厚度,再分别测定垂垂直入射吸音率的测定,结果如图3所示。直入射吸音率,各种测定结果如图4～图6所示。在一般情况下使用的吸音材料为连续开孔在半闭孔发泡沫材料上,
7、当开孔直径越小,开孔间的发泡材料,在4kHz左右的高频范围内具有距越大(即开口率小),或发泡材料厚度越大,其吸高吸音率,而在低于4kHz的低频范围内,没有音峰值在低频范围内移动。相反,开孔直径越大,第31卷第9期发泡橡胶吸音材料·23·其间距越小(即孔径大),或发泡材料厚度越小,在在上文表述的试验里确认的吸音峰值的移高频范围内吸音率提高。因此,这种吸音结构材动现象也适用于膜振动模型,可试测定在吸音料,可通过对其孔径及厚度参数的设计,来获得任最高峰值时的频率数。意频率范围内的高吸音率。普通吸音材料及其吸音结构如表2所示,对其吸音特性频率数的变化倾向可在图7中分别表
