摘要：本文详述了非织造材料的危害以及吸声原理，介绍国内外吸声非织造材料的发展情况，同时介绍目前国外用吸声非织造材料的开发情况，并对国内吸声降噪非织造材料发展趋势进行预测。
关键词：吸声；降噪；非织造材料；现状；趋势
1.噪音的危害
我们时时刻刻活在充满振聋发聩的噪音世界中。无论是汽车鸣笛喧哗，工厂机器运作嘈杂，还是人声鼎沸吵闹，我们的周围伴随着各种各样的声音，令人生厌、聒噪不堪。近年来，随着人们生活水平的提高和环保意识的增强，对安静的工作生活环境的要求与需求也逐渐增高。因此，有效控制噪音污染、吸音降噪成为人们特别关心的一个问题。
2.非织造吸音材料的优势
为减低噪音对四周环境和人类的影响，从噪音源控制噪音传播，吸声降噪是最基本的措施，即利用某些吸声材料、结构吸声，降低噪声强度。大多数吸声材料是多孔结构，当声波进入孔隙结构中，就会引起其中的空气分子和纤维发生振动。由于空气阻力、空气与孔隙之间摩擦阻力、热传导等作用，大部分声能转变为热能耗散，从而起到吸声作用。而非织造材料恰恰具有多孔结构、柔软性及良好的弹性，本身就是一种具有三维杂乱分布的多孔介质材料，纤维间存在着大量相互连通的微孔，较大的比表面积、孔隙率及蓬松结构赋予了非织造材料得天独厚的吸声性能。
3.国内外非织造吸音材料的研究进程
在国外，AcousticWeb是由Elmarco公司与Oerlikon Neumag公司共同开发的纳米/非织造复合材料，该材料所含静电纺纳米纤维比表面积非常大，与普通非织造材料相比，吸声性能有大幅提高，特别对频率1000Hz以下的噪声吸收，性能更加优异[1]；Emirze等人研发了橘瓣型纤维纺粘非织造材料经水刺形成的超细长丝非织造材料，与其他吸音材料复合后吸音效果更加突出[2].Schmidft等人放弃使用传统的聚乙烯薄膜，而是利用含氟化合物对SMS非织造布进行拒水、拒油整理，改善了材料的吸音性能[3]。2011 年，Abdelfattah A M等在研究中发现，将相同线密度的普通PET纤维和中空纤维经热黏合加固所得到的非织造材料,与同等条件下有普通PET纤维单独制成的非织造材料相比该复合材料的吸声性能得到了大幅的提升[4]。Thilagavathi等将竹纤维、香蕉纤维、黄麻纤维和聚丙烯纤维分别两两以50∶ 50 的质量配比进行混合针刺并进行测试，发现竹纤维/聚丙烯纤维针刺非织造材料结构紧凑，强力和吸声性能良好，十分适合用作汽车内饰吸声材料;竹纤维/黄麻纤维针刺非织造材料在低频吸声系数方面明显优于竹纤维/香蕉纤维针刺非织造材料。2009年，Asmatulu等在研究了静电纺纳米纤维的吸声性能后发现，由于材料具有纳米尺寸和较高的比表面积，静电纺纳米纤维具有良好的低频吸声效果和稳定的高频吸收能力[5]。Samson等将大药树皮内层纤维组织作为一种天然的非织造材料并对其进行研究发现,其对高频声波的吸音效果,随层数的增加吸音系数呈增长趋势。Younjooh Na以普通的涤纶纤维和中空涤纶纤维非织造材料为原料进行一系列的实验发现，经等离子体的处理后,中空涤纶纤维非织造材料的吸音性能有所提高[6]。
在国内，泰达公司混合PET纤维和PBT超细熔喷纤维后，制成了PET/PBT双组分吸音材料，其孔隙率高，对1000～5000 Hz频段的吸声系数高达0.52～0.98[7]。王双闪等人发明了以聚酯纤维和涤纶短纤维为原料的三明治结构，其降噪性能优于其他材料，航空、轨道交通等领域已投入使用[8]。齐烨在美国3M公司熔喷工艺基础上改进并研发出汽车用吸声材料，所得产品吸声系数大于0.20，隔声量大于3.5dB[9]。栾巧丽等人通过阻抗管对非织造材料的吸声性能进行测试。结果表明:纯毛、毛/涤与毛/麻三种材料的平均吸声系数均大于0.2, 纯毛非织造材料的吸声性能略好于其他两种材料;通过增加材料厚度或设置空腔的方式均可提高材料全频段的吸声性能, 其中厚度对材料吸声系数的影响程度更大[10]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆罗以喜选择PP为纤维原料采用纺丝成网法制成吸声非织造布, 以金属粉末为主要隔声材料，采用挤出成型工艺制成隔声片材, 经化学粘合复合工艺研制出了轻质、吸声隔声效果较好的非织造降噪复合材料[11]。
4.发展趋势与未来展望
工业的飞速发展，对非织造降噪材料的需求越来越大，要求也越来越高。尽管Zwikker和Kosten以Rayleigh提出的多孔材料的微孔粘带吸音理论为基础进一步建立了吸音理论,被众学者应用于开发新型非织造吸音材料。但仍然不够完善，还有很大的研究与进步的空间。
要更好地提高吸音材料的吸音性能，未来非织造多孔降噪材料必须要有更高要求。未来的研究可能集中在以下几个方面:1.对复合吸声降噪非织造材料可以采用不同混合比例和不同工艺进行组合；2.研发环境友好型材料，符合环保要求，以使材料具有可降解性，减少垃圾填埋或可回收再利用；3.提高材料的安全性能，具有高阻燃性能；4.降低成本，只有开发成本更低的材料才能够实现大规模的应用；6.多功能，吸声非织造材料除了具有吸声功能外，还可加入防潮杀菌等功能。
目前，国内吸声非织造材料在的发展与一些发达国家相比，还有很大的距离，一些领域仍然十分依赖进口。因此为打破国外在此领域的长期垄断，拓宽非织造材料应用领域，也因其巨大的发展空间与开发潜能，可以预见，吸声非织造材料在我国生产制造领域也会获得极大的发展。
参考文献
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[4]ABDELFATTAH A M, IBRAHIM G E, MAHMOUD E R. Using Nonwoven Hollow Fibers to Improve Cars Interior Acoustic Properties [J]. Life Science Journal-Acta Zhengzhou University Overseas Edition, 2011, 8(1): 344-51.
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[8]王双闪,刘建立,刘健,etal.非织造材料基三明治结构吸声体的吸声性能[J].上海纺织科技,2013,41(12):56-60.
[9]齐烨.汽车降噪非织造材料的研发与测试[D];东华大学,2009.
[10]栾巧丽,邱华,成钢,etal.羊毛及其混合纤维非织造材料的吸声性能[J].纺织学报,2017,38(03):67-71.
[11]罗以喜.柔性降噪复合材料的研制及其性能分析[J].产业用纺织品,2006,04):9-11+45.
论文作者:曹玉康
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/20
标签：材料论文; 非织造论文; 纤维论文; 性能论文; 降噪论文; 多孔论文; 噪音论文; 《基层建设》2019年第31期论文;