本创新技术介绍了一种新型复合多孔材料及其制备工艺和应用场景。该技术通过将多孔吸声材料浸入纳米纤维水分散液中,随后进行冷冻干燥处理,制得所述复合多孔材料。
背景技术
噪声污染是仅次于空气和水污染的第三大环境污染,它不仅会引起神经衰弱、失眠、头痛等神经官能症,还会导致明显的血液循环、心脏和平衡障碍等健康问题,甚至影响孕妇腹中胎儿。此外,噪声对仪器设备的使用也会有严重的影响,强噪声会使机械因声疲劳断裂而酿成事故,使建筑物遭到破坏等。设计制造高性能的吸声材料是减少噪声污染的可行途径之一。
目前商用吸声材料主要被分为共振吸声材料和多孔吸声材料两类。其中,多孔吸声材料(如泡沫)是通过声波在其孔隙中传播时产生的摩擦阻力、粘滞阻力和热传导等效应,将声能转化为热能而耗散掉,进而实现吸声降噪的目的。同时,多孔吸声材料的成本低廉,易于大面积、低成本制造,适用于大型场所如剧院、音乐厅、演出剧场以及车站、机场等。然而,单一的多孔吸声材料的吸声降噪效果比较有限,因此通常需要对其进行改性来进一步提高吸声降噪效果。
名为一种聚偏氟乙烯复合泡沫吸声材料及其制备方法和应用的中国专利先将泡沫材料溶液和纤维材料溶液混合,然后加入白砂糖,再进行凝固后得到复合泡沫吸声材料,纤维材料的引入提升了泡沫材料的吸声性能,但该专利需要泡沫材料溶液作为原料,制备过程较为复杂。
名为一种高分子海绵吸声复合材料及其制备方法的中国专利利用片状的氧化石墨烯薄膜和碳纳米管掺杂到多孔吸声材料的骨架开孔处,形成半开孔结构来提升吸声效果,但是这种半开孔结构在一定程度封堵了声波在材料内部的传播路径,导致吸声效果的提升仍较有限。
此外,根据耗散理论,耗散力是速率的线性函数,耗散功率是力与流量的乘积,即耗散功率是频率的二次函数,故需要更多地关注多孔吸声材料对频率<2kHz的噪声(城市噪声的主要波段)的吸声效果。
实现思路