蜂窝织物/聚氯乙烯复合材料的制备及其隔音性能研究

摘要

本论文以天然可再生的具有中腔结构的棉纤维为原料,设计织造不同组织循环数的蜂窝织物,并以蜂窝织物为增强材料,颗粒改性聚氯乙烯树脂(PVC)为基体,制备蜂窝织物/PVC隔音复合材料,探索蜂窝组织对复合材料隔音性能的影响。以期在不增加面密度和纤维含量的基础上,通过改变织物的结构提高材料的隔音性能,为制备高性能的复合材料提供理论指导。在此基础上,制备了以蜂窝织物/聚氯乙烯为芯层的三明治结构的复合,探讨了蜂窝织物的组织循环数对三明治结构复合材料隔音性能的影响。
　　 首先,以58.31tex×2棉纱为经纬纱,织造不同组织循环数的蜂窝织物并对织物的力学性能、透气性能和隔音性能进行测试。结果表明:在面密度基本相同的情况下,组织循环数对蜂窝织物的拉伸强度、断裂伸长率、隔音性能等有明显的影响,随着组织循环数的增大,隔音性能明显下降。在此基础上,以价格低廉、分散性能好的天然埃洛石纳米管(HNTs)改性PVC,研究不同含量的HNTs对PVC力学性能、阻尼性能和隔音性能的影响。结果表明:当HNTs含量为8wt％时,对材料的阻尼性能和力学性能有较好改善的同时,对隔音性能也有所改善。
　　 其次,以不同循环数的蜂窝织物为增强体,以HNTs改性的PVC为基体,制备蜂窝织物/PVC复合材料,研究组织循环数对蜂窝织物/PVC复合材料隔音性能的影响。结果表明:组织循环数对复合材料隔音性能有很大的影响,双面涂覆时组织循环数(R)为6的复合材料隔音效果最好;单面浇注(正面)组织循环数越大,隔音效果优势明显,单面浇注(反面)组织循环数在中低频区域对隔音效果影响较小;双面浇注时组织循环数对复合材料的影响不大。
　　 再次,以蜂窝织物/PVC复合材料为芯层,制备了三明治结构复合材料,研究组织循环数对复合结构隔音性能的影响,发现当组织循环数R=6时,对低频具有良好的隔音性能,组织循环数R=14时,对高频率具有良好的隔音性能。
　　 最后,将R=6和R=14两种复合材料层合,研究排列形式对隔音性能的影响。结果表明:排列形式对双层复合结构的隔音性能影响较大,其中双层正面优于其他排列方式。与单层复合材料相比,复合结构具有更高的隔音性能,为改善复合材料的隔音性能提供了良好的参考作用。