硅藻土/聚丙烯多孔复合材料的制备与吸声性能研究

摘要

随着生活水平的提高，噪声污染越来越受到人们的重视。吸声降噪成为研究热点，聚丙烯泡沫是一种结晶型塑料，具有良好的力学性能、卓越的耐热性，环境友好型塑料等优点，因此聚丙烯泡沫正逐渐取代其他发泡材料而被广泛的应用。但是由于自身的特点，导致聚丙烯的发泡过程不易控制，因此影响了聚丙烯泡沫的工业化生产，因此改性聚丙烯至关重要。硅藻土主要成分为SiO2，具有特殊的多孔结构的特点。近年作为优良的无机填料被不断开发应用在吸声材料和工程塑料中。这样既能保证硅藻土的孔隙结构，又保证了一定强度，成功制备具有一定吸声能力的吸声材料。
　　本文以开发通过硅藻土/聚丙烯多孔复合制备广谱吸声的材料为目的，采用正交试验法选择硅藻土/聚丙烯多孔复合材料的最佳工艺。重点研究硅藻土与聚丙烯的发泡温度，发泡时间，成型模具型腔厚度等发泡工艺对泡沫复合材料组织和抗压性能的影响。并研究铝酸酯偶联剂含量，可溶性添加剂NaCl含量对多孔材料吸声性能和压缩性能的影响，通过对硅藻土/聚丙烯复合材料的各种性能研究表明，硅藻土/聚丙烯多孔复合材料具有良好的强度和吸声特性，得出如下结论：
　　本实验成功制备了具有一定强度且具有高效吸声能力的硅藻土/PP多孔复合材料，抗压强度最高可达12.46MPa，吸声系数峰值可达0.83。通过研究，为了获得较好的压缩特性的多孔复合材料，其推荐的成型工艺为：发泡温度为180℃，发泡时间为15min，成型厚度为16mm，材料弹性模量的推荐成型工艺为发泡温度为175℃，发泡时间为12min，厚度为16mm。压制成型各工艺参数中影响密度和弹性模量最主要的因素是成型厚度，次影响因素分别为发泡温度和发泡时间，抗压强度随发泡温度的提高而增大。获得较高的吸声系数的推荐成型工艺为发泡温度为175℃，发泡时间为15min，成型厚度为18mm。采用1wt％的铝酸酯改性硅藻土效果最好，并当组份分别为硅藻土含量30wt%，铝酸酯含量1wt%，发泡剂含量10wt%，开孔剂2wt%时，有较高的吸声系数和较大的有效吸声频率宽度，最高为0.78。通过添加15wt%NaCl制备的硅藻土/聚丙烯多孔复合材料表现出优良的吸声特性，其吸声系数峰值达到0.83，提高了6.41%，高效吸声频率范围宽度大于3437Hz，提高了27.29%。

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第一章 绪 论

1.1 硅藻土改性及其应用

1.2 聚丙烯及其研究现状

1.3 多孔吸声材料及其应用

1.4 本课题的研究背景及意义

第二章 硅藻土-聚丙烯多孔复合材料制备工艺研究

2.1 实验方法

2.2 复合材料性能测定

2.3 复合材料性能分析

2.4 本章小结

第三章 偶联剂改性硅藻土-聚丙烯多孔复合材料制备与表征

3.1 实验方法

3.2 多孔复合材料的表征

3.3 硅藻土-聚丙烯多孔复合材料的压缩性能

3.4 硅藻土-聚丙烯多孔复合材料的吸声性能

3.5 本章小结

第四章 可溶性填充剂对多孔复合材料吸声性能的影响

4.1 实验方法

4.2 正交实验结果分析

4.3 硅藻土-聚丙烯多孔复合材料吸声系数影响

4.4 硅藻土-聚丙烯复合材料的高效吸声频率宽度的影响

4.5 本章小结

第五章 结 论

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间研究成果