通过调节孔径大小和压缩模量实现M-C/CPPC/PU泡沫复合材料的协同宽带声吸收效果

《Journal of Polymer Science》：Synergistic Broadband Acoustic Absorption of M-C/CPPC/PU Foam Composites via Cell Size and Compressive Modulus Regulation

纳米多孔陶瓷和氯代聚丙碳酸改性的聚氨酯泡沫复合材料通过物理受限发泡形成纳米-微米多级孔结构，优化了弹性-刚性平衡，显著提升中高频（1000-5000Hz）吸声性能（ASAC达0.965），同时保持优异隔热性能。

　　

摘要

由于泡沫材料具有重量轻、孔隙率高和能量吸收能力强等优点，因此被广泛用于声学吸收。传统泡沫在中高频范围内的声学吸收效果有限，这与其蜂窝状结构和基体韧性有关。本文将介孔陶瓷（M-C）和氯化聚（碳酸丙烯酯）（CPPC）引入聚氨酯（PU）泡沫中，通过物理限泡技术制备出具有纳米-微米级分层蜂窝结构的M-C/CPPC/PU泡沫复合材料。M-C作为异质成核剂，使PU泡沫的蜂窝结构更加细腻，细胞尺寸小于250微米，从而增强了声波在蜂窝结构内的多次反射和散射。CPPC增强了界面结合力，促进了入射到蜂窝壁上的声波向具有纳米级开孔结构的M-C颗粒的传递，进一步延长了声波在PU基体中的传播路径。这种具有小细胞尺寸（200–250微米，延长了传播路径）和弹性-刚性平衡（压缩模量为110–120千帕，增强了声波的穿透能力）的M-C/CPPC/PU泡沫复合材料表现出优异的声学吸收性能，在1600赫兹时的平均声吸收系数（ASAC）分别为0.851和0.965，同时保持了良好的隔热性能。本文显著提升了泡沫材料的宽带声学吸收能力（1000–5000赫兹），为有效的环境噪声控制提供了技术基础。

图形摘要

M-C/CPPC/PU泡沫复合材料的声学吸收机制。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。