通过自发空化和动态杂交技术制备的防火微管纤维海绵，用于实现宽带声学吸收

《Advanced Fiber Materials》：Fire-Resistant Microtubular Fibrous Sponges by Spontaneous Hollowing and Dynamic Hybridization for Broadband Acoustic Absorption

聚酰亚胺纤维海绵通过自发空心化和牺牲模板动态杂化策略制备，形成微管状空心纤维与纳米表面粗糙度至宏观孔隙的多尺度调控系统，实现5.5kHz宽频带声吸收（>0.90系数）和降噪系数0.62（270g/m2），阻燃性能达聚酰亚胺海绵75%的降低。

　　

摘要

传统的聚合物纤维海绵作为一种通用的被动声学控制材料，为噪声缓解提供了可持续的解决方案。然而，如何克服其狭窄的有效声学带宽和固有的易燃性仍然是一个挑战。本文介绍了一种防火型混合纤维海绵（HYFS），该海绵通过自发性中空化和牺牲模板辅助的动态混合技术实现了宽频带的声学吸收。溶液喷射过程中的分层相分离使得超细纤维能够同时实现中空化和三维自组装。随后，在中空纤维上形成连续的无机外壳，从而形成了一个动态演化的多尺度结构调控系统，该系统涵盖了从具有中空通道和纳米级表面粗糙度的微管纤维到具有开放纤维间孔隙的宏观纤维组装体。因此，所制备的HYFS在270 g/m2的密度下表现出显著的噪声降低系数（0.62），并且其宽带声学吸收的有效带宽高达5.5 kHz（声吸收系数＞0.90）。此外，该材料还具有出色的阻燃性能，峰值热释放率为7 kW/m2，相比传统的聚酰亚胺海绵降低了75%。这项工作为可扩展制造超轻、防火且高效的宽带声学吸收器提供了新的途径，适用于实际应用。

图形摘要

传统的聚合物纤维海绵作为一种通用的被动声学控制材料，为噪声缓解提供了可持续的解决方案。然而，如何克服其狭窄的有效声学带宽和固有的易燃性仍然是一个挑战。本文介绍了一种防火型混合纤维海绵（HYFS），该海绵通过自发性中空化和牺牲模板辅助的动态混合技术实现了宽频带的声学吸收。溶液喷射过程中的分层相分离使得超细纤维能够同时实现中空化和三维自组装。随后，在中空纤维上形成连续的无机外壳，从而形成了一个动态演化的多尺度结构调控系统，该系统涵盖了从具有中空通道和纳米级表面粗糙度的微管纤维到具有开放纤维间孔隙的宏观纤维组装体。因此，所制备的HYFS在270 g/m2的密度下表现出显著的噪声降低系数（0.62），并且其宽带声学吸收的有效带宽高达5.5 kHz（声吸收系数＞0.90）。此外，该材料还具有出色的阻燃性能，峰值热释放率为7 kW/m2，相比传统的聚酰亚胺海绵降低了75%。这项工作为可扩展制造超轻、防火且高效的宽带声学吸收器提供了新的途径，适用于实际应用。

图形摘要