环保型墙体吸音装饰非织造板材的研究

摘要

近年来，绿色建筑问题越来越受到人们的关注，它以人、建筑、自然环境的协调发展为目标，在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少人类对自然资源的使用和破坏，充分体现向大自然的索取与回报之间的平衡。本课题的研究工作以此思想为出发点，目的在于研制出一种环保型的非织造室内建筑装饰材料，它具有吸音、隔热、阻燃等功能，满足人们对绿色装饰日益增长的需求。 本课题利用涤纶纤维（包括低熔点热熔性涤纶纤维和普通染色涤纶纤维）为原料，采用针刺加固工艺和热定型设备，研究了环保型墙体吸音装饰非织造板材的生产工艺，以及工艺参数与产品性能之间的关系。非织造板材的成型和定型是生产中的关键技术，他们都对产品的最终性能起着重要作用。在试样研制中，重点研究了非织造工艺中的开松、混合、梳理、铺网、预针刺，主针刺工序对非织造板材成型性能的影响，尤其对针刺加固工艺中的针刺密度、针刺深度和针刺频率进行了系统的分析。实验中采用热风穿透式热定型机进行固结定型，热风温度、速度和加热时间是热定型的重要工艺参数。速度根据生产需要并结合表面粘结情况确定为5m/min，温度的选择依据热熔性涤纶纤维的熔点，并考虑到吸音非织造板材厚度较大的特点，最终确定热定型工艺温度为170℃，同时研究了热定型工艺中热风温度、速度和加热时间、冷却速率，以及拉伸率和含湿率对吸音非织造板材力学性能和物理性能的影响。 环保型墙体吸音装饰非织造板材的性能研究主要包括对吸声性能、保温性能、弯曲性能和阻燃性能的研究，其中非织造板材的吸声性能和弯曲性能是本课题的研究重点。实验中采用驻波 近年来，绿色建筑问题越来越受到人们的关注，它以人、建筑、自然环境的协调发展为目标，在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少人类对自然资源的使用和破坏，充分体现向大自然的索取与回报之间的平衡。本课题的研究工作以此思想为出发点，目的在于研制出一种环保型的非织造室内建筑装饰材料，它具有吸音、隔热、阻燃等功能，满足人们对绿色装饰日益增长的需求。 本课题利用涤纶纤维（包括低熔点热熔性涤纶纤维和普通染色涤纶纤维）为原料，采用针刺加固工艺和热定型设备，研究了环保型墙体吸音装饰非织造板材的生产工艺，以及工艺参数与产品性能之间的关系。非织造板材的成型和定型是生产中的关键技术，他们都对产品的最终性能起着重要作用。在试样研制中，重点研究了非织造工艺中的开松、混合、梳理、铺网、预针刺，主针刺工序对非织造板材成型性能的影响，尤其对针刺加固工艺中的针刺密度、针刺深度和针刺频率进行了系统的分析。实验中采用热风穿透式热定型机进行固结定型，热风温度、速度和加热时间是热定型的重要工艺参数。速度根据生产需要并结合表面粘结情况确定为5m/min，温度的选择依据热熔性涤纶纤维的熔点，并考虑到吸音非织造板材厚度较大的特点，最终确定热定型工艺温度为170℃，同时研究了热定型工艺中热风温度、速度和加热时间、冷却速率，以及拉伸率和含湿率对吸音非织造板材力学性能和物理性能的影响。 环保型墙体吸音装饰非织造板材的性能研究主要包括对吸声性能、保温性能、弯曲性能和阻燃性能的研究，其中非织造板材的吸声性能和弯曲性能是本课题的研究重点。实验中采用驻波管法测量材料的吸声系数，驻波管内径为100mm，其测量频率上限为2000Hz，下限为200Hz。主要从非织造材料的厚度、表面粗糙度、针刺密度、组成纤维和后空腔大小几方面来研究对非织造板材吸声性能的影响因素，通过比较分析最终确定了较为合理的工艺参数，当厚度为9mm，针刺密度为300刺/c㎡，原料中细纤维含量比例大约60％，安装后空腔的距离为5cm时非织造板材的吸声性能较好，吸声系数可达到0.97。非织造板材的保温性主要与它本身的厚度、孔隙率和透气性有关，通过研究发现非织造板材的保温性与厚度、孔隙率成正比关系，与透气性成反比关系。在对弯曲性能分析时，建立了弯曲性能力学模型，得出厚度一定的非织造板材的弹性模量与表层板材及非织造板材的芯层的弹性模量正相关，与芯层厚度负相关。实验中还发现热定型的温度、时间对吸音非织造板材的弯曲性能影响很大，随着定型温度和时间的增加，板材的弯曲强度呈现先升高后下降的变化趋势。 由于吸音非织造板材为室内建筑装饰用材料，因此要求必须具有阻燃性。实验中考虑到吸音非织造板材的实际应用情况，决定采用阻燃后整理的方法来获得阻燃的效果。阻燃整理后非织造板材的阻燃性能等级可达到B2级。 课题中还对环保型墙体吸音装饰非织造板材的工程应用进行了分析研究，举例说明了该产品适用的场所，并制定了一套科学的安装施工方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

1.1吸声材料介绍

1.2吸声材料国内外发展状况

1.3非织造吸声材料

1.4本课题的研究内容及意义

参考文献

第二章 实验设计

2.1环保型墙体吸音装饰非织造板材设计

2.2原料的基本性能特征

2.3针刺加固工艺的研究

2.4试样的研制

2.5本章小结

参考文献

第三章 环保型墙体吸音装饰非织造板材的热定型

3.1热定型的作用和机理

3.2热定型装备

3.3热定型的工艺因素

3.4本章小结

参考文献

第四章 吸音装饰非织造板材的结构性能研究

4.1板材的结构和基本物理性能

4.2板材的吸声性能

4.3板材的保温性能

4.4板材的弯曲性能

4.5板材的阻燃性能

4.6本章小结

参考文献

第五章 环保型墙体吸音装饰非织造板材的工程应用

第六章 结论

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢