چکیده
مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) : در این تحقیق، فوم‌های پلی‌یورتان سلول نیمه باز انعطاف پذیر (PU) حاوی نانوذرات دی‌اکسید سیلیکون (SiO2) برای بهبود میرایی صوتی تولید گردید. نانوذرات با کسرهای بارگذاری مختلف و اندازه‌های مختلف برای دستیابی به بهبود جذب صوت فوم‌ها استفاده شدند. اثر اندازه نانو ذرات SiO2 بر میرایی صوتی فوم‌های PU، که در این مطالعه بررسی شده است، قبلا مورد مطالعه قرار نگرفته است. خواص مکانیکی، غیرصوتی و صوتی فوم‌ها با یکسری آزمایش‌ها اندازه‌گیری یا با مدل‌های نظری محاسبه گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که نمونه فوم PU که تنها 0.05 درصد وزنی نانوذرات را در خود جای داده است، بهبود زیادی (بیش از 90 درصد) در توانایی جذب صدا در محدوده فرکانس 500 تا 1000 هرتز را دارد. با افزایش کسر بارگذاری نانوذرات، کاهش تدریجی در میرایی صوتی مشاهده شد. علاوه بر این، با توجه به اندازه نانوذرات، ذرات با اندازه‌های نانومتری بزرگ‌تر، توانایی جذب بهتر صدا را در فوم‌های PU ایجاد نمی‌دند.اندازه‌های نانومتری بزرگ‌تر، توانایی جذب بهتر صدا را در فوم‌های PU ایجاد نمی‌دند. علاوه بر ویژگی‌های صوتی، ویژگی‌های میکروسلولی، پارامترهای غیرصوتی و خواص مکانیکی نیز ارائه شده‌اند که به خوبی با توانایی صوتی بهبود یافته فوم‌ها مطابقت دارند.
نتیجه‌گیری
مطالعه حاضر یک رویکرد عملی برای تولید فوم‌های پلی‌یورتان نانوکامپوزیت با قابلیت میرایی صوتی بسیار بهبود یافته را نشان می‌دهد. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده در اینجا، کسر بارگذاری و اندازه نانوذرات را می‌توان برای کنترل سطح بهبود درتوانایی جذب صدا تغییر داد. برای توجیه پیشرفت‌ها در میرایی صوتی فوم‌های نانوکامپوزیت، بررسی گسترده‌ای بر روی ویژگی‌های ریزساختاری، پارامترهای غیرصوتی و خواص مکانیکی انجام شده که قبلاً ارائه نشده است.
در این تحقیق، نمونه فوم PU حاوی 0.05 درصد وزنی از نانوذرات بهترین قابلیت جذب صدا را نشان می‌دهد که حدود 90 درصد بیشتر از جذب صدای فوم معمولی (PU خالص) در محدوده فرکانسی 500 تا 1000 هرتز است. با افزایش کسر بارگذاری نانوذرات، میرایی صوتی فوم PU کاهش می‌یابد به‌طوری که نمونه با 0.3 درصد وزنی نانوذرات هیچ گونه بهبودی در جذب صدا ندارد. افزودن نانوذرات با اندازه‌های مختلف به فرآیند تولید فوم منجر به سطوح مختلف بهبود در جذب صدا می‌شود. نمونه با اندازه ذرات در محدوده 60-70 نانومتر میرایی صوتی بهتری نسبت به نمونه دیگر با نانوفیلرهای 20-30 نانومتر نشان می‌دهند. اندازه سلول فوم‌های نانوکامپوزیت با خاصیت میرایی صوتی بهبود یافته کاهش می‌یابد که برای توجیه نتایج جذب صدا منطقی است. علاوه بر این، حضور نانوذرات در ساختار فوم در نتیجه اثر هسته‌زایی نانوفیلرها در ماتریس پلیمری، همگنی سلولی بیشتری را به همراه دارد. طول و ضخامت دیواره سلول‌ها[1] نیز به طور مداوم با اندازه سلول متفاوت است. چگالی و مقاومت جریان هوا برای نمونه‌های نانوکامپوزیت در مقایسه با فوم خالص PU بیشتر است. این تغییرات برای هر نمونه فوم با میزان میرایی صوتی بهبود یافته مطابقت دارد، یعنی هرچه چگالی و مقاومت جریان هوا بیشتر باشد، بهبود توانایی جذب صدا بیشتر می شود.پاسخ توده تمام نمونه‌های فوم نانوکامپوزیت PU در مقایسه با فوم معمولی، تقویت را تحت بارگذاری فشاری نشان می‌دهد. پاسخ الاستیک ساختار سلولی فوم‌های پر شده با ذرات نانو تحت بارگذاری فشاری کمتر از فوم معمولی است. با این حال، افزایش کسر بارگذاری نانوذرات باعث بهبود پاسخ الاستیکی می‌شود، در حالی که میرایی صوتی کاهش می‌یابد.
[1]strut
:authors
Mostafa Asadi Khanouki | Abdolreza R. Ohadi
Adv Polym Technol. 2018, DOI: 10.1002/adv.21952.
https://doi.org/10.1002/adv.21952
ترجمه و ویرایش : دکتر غلامحسین ظهوری
