隨著現(xian)代(dai)科技和工業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)，噪聲(sheng)污染已經成(cheng)為(wei)世(shi)界性難(nan)題，吸(xi)聲(sheng)降噪逐漸演(yan)變(bian)為(wei)一(yi)個有關科技、環境、人類協調發(fa)展(zhan)乃至(zhi)現(xian)代(dai)軍事(shi)等各方(fang)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要課題，各種各樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)聲(sheng)材(cai)(cai)料隨之產生，其中(zhong)最重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)支就是(shi)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)子吸(xi)聲(sheng)材(cai)(cai)料。聲(sheng)波的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳播特(te)點決定(ding)了(le)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)子材(cai)(cai)料成(cheng)為(wei)較佳吸(xi)聲(sheng)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能性，聲(sheng)波通常以縱波的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形式(shi)傳播能量，當聲(sheng)波入射到高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)子材(cai)(cai)料內(nei)部時，其中(zhong)一(yi)部分(fen)(fen)能量必將用(yong)于改變(bian)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)子鏈和側基的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振動而做功，從而達(da)到吸(xi)聲(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。聲(sheng)波能量傳播受阻是(shi)由高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)子材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)耗(hao)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，即為(wei)粘彈性內(nei)阻尼(ni)特(te)性，尤其是(shi)在(zai)玻璃(li)化轉(zhuan)變(bian)區，這(zhe)種粘彈性阻尼(ni)效應更加突出。

提高高分(fen)子材料(liao)內耗是(shi)提高材料(liao)吸聲性能(neng)的(de)一種方法，而目前在這方面應用相對較多的(de)是(shi)橡膠材料(liao)。

1  橡膠(jiao)材(cai)料(liao)吸聲原理

橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)一種粘彈性(xing)(xing)高分子材(cai)料(liao)(liao)，內(nei)(nei)耗相(xiang)(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)，基(ji)(ji)體橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)相(xiang)(xiang)對(dui)分子質量分布可(ke)調，能(neng)(neng)適應(ying)各種頻(pin)(pin)(pin)率(lv)聲波(bo)的(de)(de)吸(xi)收(shou)。橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)料(liao)(liao)有(you)(you)一定的(de)(de)物(wu)理性(xing)(xing)能(neng)(neng)，可(ke)在不同(tong)的(de)(de)環境條件下使用(yong)(yong)。橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)吸(xi)聲率(lv)與聲波(bo)的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)有(you)(you)很(hen)大(da)關系(xi)，一般規律(lv)為(wei)：隨著聲波(bo)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)升高，橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)料(liao)(liao)吸(xi)聲率(lv)增大(da)，當聲波(bo)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)達(da)到某一臨界值(zhi)時(shi)，橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)料(liao)(liao)吸(xi)聲率(lv)出(chu)現最大(da)值(zhi)，此后隨著聲波(bo)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)繼續增大(da)，橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)料(liao)(liao)吸(xi)聲率(lv)反而下降。由(you)于(yu)多數(shu)(shu)SR(如IIR，NBR，CIIR和SBR等(deng))的(de)(de)彈性(xing)(xing)模量溫度系(xi)數(shu)(shu)比(bi)NR大(da)，內(nei)(nei)部摩擦大(da)，容易(yi)生熱，更(geng)有(you)(you)利(li)于(yu)吸(xi)收(shou)聲波(bo)能(neng)(neng)量，因此SR膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)料(liao)(liao)的(de)(de)吸(xi)聲性(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)NR膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)料(liao)(liao)好。橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)料(liao)(liao)內(nei)(nei)耗較(jiao)大(da)，很(hen)大(da)一部分是(shi)由(you)基(ji)(ji)體橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)微觀結構造成的(de)(de)，如IIR中有(you)(you)較(jiao)多甲(jia)基(ji)(ji)存(cun)(cun)在，分子堆積較(jiao)密(mi)，使得(de)這些鏈段移動(dong)相(xiang)(xiang)對(dui)比(bi)較(jiao)困難(nan)，內(nei)(nei)摩擦較(jiao)大(da)。氰基(ji)(ji)、氯原子、苯基(ji)(ji)的(de)(de)存(cun)(cun)在也有(you)(you)類似作用(yong)(yong)。

橡(xiang)膠用(yong)作吸聲(sheng)(sheng)材(cai)(cai)料僅僅具有較大的(de)(de)(de)損耗因子(tanδ)還(huan)不(bu)夠(gou)，還(huan)必須確(que)保聲(sheng)(sheng)波(bo)能夠(gou)射入(ru)其(qi)內部(bu)，以便于(yu)(yu)吸收聲(sheng)(sheng)波(bo)能量(liang)，這其(qi)中有個參數(shu)起決定作用(yong)，即特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)阻(zu)抗(kang)(kang)。當平面波(bo)入(ru)射到(dao)各向(xiang)同(tong)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)均勻介(jie)(jie)質(zhi)表面時(shi)，是入(ru)射還(huan)是反(fan)射，取決于(yu)(yu)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)阻(zu)抗(kang)(kang)。特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)阻(zu)抗(kang)(kang)是表征介(jie)(jie)質(zhi)本身性(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)一個十分重要的(de)(de)(de)物理量(liang)，是判斷材(cai)(cai)料能否作為反(fan)聲(sheng)(sheng)材(cai)(cai)料或(huo)透聲(sheng)(sheng)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)主要標志之一。當相(xiang)(xiang)鄰(lin)兩種介(jie)(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)阻(zu)抗(kang)(kang)接近或(huo)相(xiang)(xiang)等時(shi)，稱為“阻(zu)抗(kang)(kang)匹(pi)配”，反(fan)之稱為“阻(zu)抗(kang)(kang)失配”。只有兩種介(jie)(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)阻(zu)抗(kang)(kang)相(xiang)(xiang)同(tong)或(huo)接近時(shi)，聲(sheng)(sheng)波(bo)在兩介(jie)(jie)質(zhi)界面處才不(bu)致于(yu)(yu)發生反(fan)射。而橡(xiang)膠材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)阻(zu)抗(kang)(kang)與水接近，而且可(ke)以通過改變填料和其(qi)它組分來進行調節，這是橡(xiang)膠材(cai)(cai)料常用(yong)作水聲(sheng)(sheng)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)重要原因。

在(zai)一(yi)(yi)般情況下，聲(sheng)波(bo)在(zai)橡(xiang)膠(jiao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)速(su)(su)度隨(sui)橡(xiang)膠(jiao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)形態不同(tong)而異(yi)，其大(da)小依次(ci)為固體、液體、氣體，且(qie)隨(sui)橡(xiang)膠(jiao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)彈性模(mo)量的(de)(de)(de)增大(da)而增大(da)。如果在(zai)橡(xiang)膠(jiao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)中(zhong)添(tian)加(jia)了對(dui)模(mo)量影(ying)響較大(da)的(de)(de)(de)炭黑類配(pei)合劑，聲(sheng)波(bo)在(zai)橡(xiang)膠(jiao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)速(su)(su)度將增大(da)；如果添(tian)加(jia)軟化劑或增塑劑類配(pei)合劑，傳(chuan)播(bo)(bo)速(su)(su)度將減(jian)(jian)小。聲(sheng)波(bo)在(zai)硬度較大(da)的(de)(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)速(su)(su)率可達1560-1573 m·s-1。此(ci)外，聲(sheng)波(bo)在(zai)橡(xiang)膠(jiao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)速(su)(su)度隨(sui)溫度的(de)(de)(de)升高而減(jian)(jian)小，材(cai)(cai)(cai)料(liao)伸長率對(dui)聲(sheng)波(bo)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)速(su)(su)度影(ying)響也(ye)很大(da)，但趨勢不確定。還同(tong)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)速(su)(su)度過材(cai)(cai)(cai)料(liao)吸聲(sheng)性能(neng)也(ye)有一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)影(ying)響。

2  橡膠材料(liao)吸聲性能的影響因素

盡(jin)管橡(xiang)膠材(cai)料(liao)的吸(xi)(xi)聲(sheng)性(xing)能(neng)(neng)相對(dui)較好(hao)，但是在不同聲(sheng)波頻率下其吸(xi)(xi)聲(sheng)性(xing)能(neng)(neng)有較大差(cha)異，通常表現為高頻時(shi)吸(xi)(xi)聲(sheng)性(xing)能(neng)(neng)較好(hao)，低頻時(shi)較差(cha)。橡(xiang)膠材(cai)料(liao)吸(xi)(xi)聲(sheng)性(xing)能(neng)(neng)的影響因素主要(yao)有橡(xiang)膠分子微觀結(jie)構、填(tian)料(liao)和橡(xiang)膠制品宏觀結(jie)構3個方面。

2.1  橡膠(jiao)分子微(wei)觀結構(gou)

據(ju)文獻報道(dao)，某些橡(xiang)(xiang)膠(jiao)本身(shen)就具有很好的(de)(de)吸(xi)聲(sheng)(sheng)性能(neng)(neng)，可以直接應(ying)用在設備上，如(ru)NBR，IIR和CIIR等，這些橡(xiang)(xiang)膠(jiao)中的(de)(de)氰基、氯(lv)原子(zi)和甲(jia)基都是較(jiao)大(da)的(de)(de)側基基團，其(qi)(qi)(qi)存在使(shi)得改(gai)變(bian)分子(zi)振(zhen)動變(bian)得困難，因此相(xiang)(xiang)應(ying)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)材(cai)料(liao)的(de)(de)內耗(hao)較(jiao)大(da)，當一定能(neng)(neng)量的(de)(de)聲(sheng)(sheng)波入(ru)射(she)到(dao)上述橡(xiang)(xiang)膠(jiao)材(cai)料(liao)內部時，必將做更(geng)多的(de)(de)功(gong)才能(neng)(neng)改(gai)變(bian)分子(zi)的(de)(de)振(zhen)動，從而(er)(er)消耗(hao)更(geng)多能(neng)(neng)量，使(shi)聲(sheng)(sheng)波相(xiang)(xiang)對(dui)衰減較(jiao)快(kuai)，從而(er)(er)達到(dao)消聲(sheng)(sheng)的(de)(de)目的(de)(de)。由于橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)相(xiang)(xiang)對(dui)分子(zi)質量分布(bu)相(xiang)(xiang)對(dui)較(jiao)寬，因此其(qi)(qi)(qi)吸(xi)聲(sheng)(sheng)頻(pin)率(lv)帶也相(xiang)(xiang)對(dui)較(jiao)寬，且其(qi)(qi)(qi)受(shou)溫度影(ying)響小。無論早期還是現在，橡(xiang)(xiang)膠(jiao)材(cai)料(liao)均為用量相(xiang)(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)的(de)(de)吸(xi)聲(sheng)(sheng)材(cai)料(liao)。但是橡(xiang)(xiang)膠(jiao)自身(shen)特(te)點，如(ru)硬度較(jiao)高(gao)和粘接性較(jiao)差等，限制了(le)其(qi)(qi)(qi)更(geng)廣泛的(de)(de)應(ying)用，需要通過各種(zhong)手段進行改(gai)善，如(ru)加入(ru)其(qi)(qi)(qi)它填料(liao)改(gai)善物理性能(neng)(neng)等。總之，橡(xiang)(xiang)膠(jiao)本身(shen)結構(gou)對(dui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)材(cai)料(liao)吸(xi)聲(sheng)(sheng)性能(neng)(neng)的(de)(de)影(ying)響相(xiang)(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)，因此膠(jiao)種(zhong)的(de)(de)選擇至關(guan)重要。

2.2  填料

在(zai)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)中加(jia)入(ru)(ru)氣泡(pao)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)填料(liao)(liao)(liao)會形成(cheng)均(jun)勻空腔，使(shi)得入(ru)(ru)射聲(sheng)波(bo)產(chan)生諧(xie)振并(bing)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)有(you)效厚度(du)(du)(du)，減少聲(sheng)波(bo)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)傳遞(di)。美(mei)國(guo)SOAB吸(xi)聲(sheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)選用鋁(lv)粉(fen)(fen)作(zuo)為吸(xi)聲(sheng)填料(liao)(liao)(liao)混(hun)入(ru)(ru)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)中，但鋁(lv)粉(fen)(fen)在(zai)開(kai)煉(lian)機(ji)混(hun)煉(lian)時(shi)容(rong)易(yi)(yi)飛揚，影響(xiang)人體健康，且鋁(lv)粉(fen)(fen)散布在(zai)空氣中易(yi)(yi)著火，生產(chan)安全得不(bu)到(dao)保障，同時(shi)價格(ge)較(jiao)高。喬冬平等系統地研究(jiu)了(le)蛭(zhi)石(shi)(shi)粉(fen)(fen)對橡(xiang)(xiang)膠(jiao)材(cai)料(liao)(liao)(liao)吸(xi)聲(sheng)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)影響(xiang)，提出在(zai)20-60Hz時(shi)，蛭(zhi)石(shi)(shi)粉(fen)(fen)用量(liang)對膠(jiao)料(liao)(liao)(liao)tanδ沒(mei)有(you)影響(xiang)；隨著頻率的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)，膠(jiao)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)tanδ隨蛭(zhi)石(shi)(shi)粉(fen)(fen)用量(liang)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)而減小(xiao)(xiao)；在(zai)配方(fang)和(he)工藝均(jun)保持不(bu)變的(de)(de)情(qing)況(kuang)下，蛭(zhi)石(shi)(shi)粉(fen)(fen)用量(liang)對橡(xiang)(xiang)膠(jiao)材(cai)料(liao)(liao)(liao)吸(xi)聲(sheng)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)影響(xiang)較(jiao)大(da)(da)(da)，當蛭(zhi)石(shi)(shi)粉(fen)(fen)用量(liang)為30-40份時(shi)，橡(xiang)(xiang)膠(jiao)吸(xi)聲(sheng)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)綜合性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)較(jiao)好。鐘愛昇(sheng)的(de)(de)研究(jiu)也(ye)證實了(le)這點。另(ling)外，硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)和(he)未(wei)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)吸(xi)聲(sheng)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)也(ye)存在(zai)一定(ding)差異，通(tong)常是(shi)未(wei)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)吸(xi)聲(sheng)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)較(jiao)好，硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)體系影響(xiang)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)吸(xi)聲(sheng)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。田斌等研究(jiu)了(le)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)體系對SBR吸(xi)聲(sheng)材(cai)料(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)影響(xiang)，指出隨著硫(liu)(liu)黃用量(liang)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)，膠(jiao)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)最低粘度(du)(du)(du)和(he)最高粘度(du)(du)(du)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)，硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian)和(he)焦(jiao)燒時(shi)間(jian)縮短，拉伸(shen)(shen)強度(du)(du)(du)、拉斷伸(shen)(shen)長率和(he)回彈(dan)值(zhi)減小(xiao)(xiao)，定(ding)伸(shen)(shen)應力和(he)硬(ying)度(du)(du)(du)有(you)所增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)，tanδ最大(da)(da)(da)值(zhi)變化(hua)(hua)(hua)(hua)不(bu)大(da)(da)(da)，玻(bo)璃化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)和(he)損(sun)耗因(yin)子曲線吸(xi)收面積受到(dao)明顯影響(xiang)；硫(liu)(liu)黃/酚(fen)醛(quan)樹脂并(bing)用后，硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)拉伸(shen)(shen)強度(du)(du)(du)和(he)拉斷伸(shen)(shen)長率減小(xiao)(xiao)，硬(ying)度(du)(du)(du)變化(hua)(hua)(hua)(hua)不(bu)大(da)(da)(da)，玻(bo)璃化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)升高，tanδ最大(da)(da)(da)值(zhi)減小(xiao)(xiao)，損(sun)耗因(yin)子曲線吸(xi)收面積增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)。

2.3  橡(xiang)膠(jiao)制品結構

鐘愛(ai)昇研究(jiu)(jiu)了(le)耐壓(ya)低頻(pin)吸聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)制(zhi)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料和(he)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)。結(jie)(jie)果表(biao)明(ming)，為了(le)使橡(xiang)(xiang)膠(jiao)制(zhi)品(pin)(pin)具(ju)有較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)吸聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)因數而采用(yong)尖劈或圓錐(zhui)狀，可使制(zhi)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)比表(biao)面(mian)積(ji)增(zeng)大(da)，這樣既可充分利(li)用(yong)制(zhi)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)，又可利(li)用(yong)反射(she)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)角度(du)等于入射(she)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)角度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing)，使相(xiang)鄰兩斜面(mian)對(dui)反射(she)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)重復(fu)吸收(shou)(shou)(shou)。羅(luo)東山等研究(jiu)(jiu)了(le)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)薄(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)共(gong)振(zhen)(zhen)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)吸聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)機理，并(bing)研究(jiu)(jiu)了(le)薄(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)厚(hou)度(du)對(dui)吸聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，結(jie)(jie)果表(biao)明(ming)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)薄(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)共(gong)振(zhen)(zhen)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)吸聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)因數在(zai)(zai)(zai)某一頻(pin)率下(xia)隨空氣(qi)層(ceng)厚(hou)度(du)改變(bian)而出現極大(da)值(zhi)(zhi)(即吸收(shou)(shou)(shou)峰)。這是由(you)于入射(she)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)頻(pin)率與(yu)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)薄(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)熱(re)振(zhen)(zhen)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)振(zhen)(zhen)頻(pin)率相(xiang)同，即入射(she)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)期(qi)性(xing)變(bian)化(hua)與(yu)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)薄(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)共(gong)振(zhen)(zhen)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動“合(he)拍(pai)”，聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動方向在(zai)(zai)(zai)整(zheng)個周(zhou)(zhou)期(qi)與(yu)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)薄(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)共(gong)振(zhen)(zhen)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)方向一致，使聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)傳(chuan)遞(di)給橡(xiang)(xiang)膠(jiao)薄(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)共(gong)振(zhen)(zhen)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)最(zui)多，且此時的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)幅、振(zhen)(zhen)速(su)都(dou)最(zui)大(da)，空氣(qi)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)強變(bian)化(hua)也最(zui)大(da)，均有利(li)于損耗聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)，因同一試樣在(zai)(zai)(zai)不(bu)同頻(pin)率下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收(shou)(shou)(shou)峰值(zhi)(zhi)不(bu)同，隨著橡(xiang)(xiang)膠(jiao)薄(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)厚(hou)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)大(da)，最(zui)大(da)吸收(shou)(shou)(shou)峰由(you)高(gao)(gao)頻(pin)方向向低頻(pin)方向移動。橡(xiang)(xiang)膠(jiao)制(zhi)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)吸聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)性(xing)能(neng)可以從(cong)兩個方面(mian)來(lai)提高(gao)(gao)，一是增(zeng)大(da)有效厚(hou)度(du)，使聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)在(zai)(zai)(zai)材(cai)料中傳(chuan)播(bo)更(geng)遠(yuan)，從(cong)而使能(neng)量(liang)(liang)衰減更(geng)多；二(er)是在(zai)(zai)(zai)允許的(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)改變(bian)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)制(zhi)品(pin)(pin)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)，使得聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)入射(she)到(dao)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)內部后產生諧振(zhen)(zhen)，將(jiang)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長較(jiao)長的(de)(de)(de)(de)(de)橫波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)轉變(bian)成波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長較(jiao)短的(de)(de)(de)(de)(de)縱波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)，縱波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)在(zai)(zai)(zai)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)中傳(chuan)播(bo)相(xiang)對(dui)困難，更(geng)容易轉化(hua)成熱(re)能(neng)而損耗掉。基于上述(shu)方法設計橡(xiang)(xiang)膠(jiao)制(zhi)品(pin)(pin)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)將(jiang)大(da)幅增(zeng)大(da)對(dui)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收(shou)(shou)(shou)。

總之，改(gai)善橡(xiang)膠(jiao)材料的(de)吸聲性能(neng)主(zhu)要從(cong)增(zeng)(zeng)大(da)橡(xiang)膠(jiao)材料的(de)內(nei)耗和橡(xiang)膠(jiao)制品的(de)有(you)效厚度著手。具體方法有(you)盡(jin)量增(zeng)(zeng)大(da)基(ji)體橡(xiang)膠(jiao)主(zhu)鏈(lian)側基(ji)數量和體積以增(zeng)(zeng)大(da)橡(xiang)膠(jiao)材料的(de)內(nei)耗和將(jiang)材料制備成(cheng)一(yi)定的(de)結構(gou)或添加(jia)較硬的(de)小球體填(tian)料以增(zeng)(zeng)大(da)材料的(de)有(you)效厚度等。

3  橡膠(jiao)吸(xi)聲材料(liao)的應用

3.1  在(zai)輪胎減震(zhen)降噪方面的應用

輪胎與路(lu)(lu)(lu)面(mian)接(jie)觸(chu)(chu)噪(zao)聲的產生機理主要是輪胎花紋與路(lu)(lu)(lu)面(mian)空(kong)(kong)隙中(zhong)空(kong)(kong)氣(qi)的泵吸作(zuo)(zuo)用(yong)。輪胎在路(lu)(lu)(lu)面(mian)上(shang)滾動(dong)時(shi)與路(lu)(lu)(lu)面(mian)接(jie)觸(chu)(chu)部位被壓縮(suo)變形(xing)，輪胎花紋中(zhong)的空(kong)(kong)氣(qi)被部分(fen)或(huo)全部擠出，形(xing)成了局部不穩定的空(kong)(kong)氣(qi)體積流；同(tong)理，路(lu)(lu)(lu)面(mian)空(kong)(kong)隙中(zhong)的空(kong)(kong)氣(qi)也(ye)被不斷(duan)地抽吸和壓入，這種氣(qi)體漲縮(suo)往返的泵吸作(zuo)(zuo)用(yong)形(xing)成了主要的噪(zao)聲源。另外，輪胎的振(zhen)動(dong)作(zuo)(zuo)用(yong)使(shi)其在凹凸不平的路(lu)(lu)(lu)面(mian)上(shang)滾動(dong)時(shi)產生振(zhen)動(dong)激(ji)發噪(zao)聲也(ye)是輪胎與路(lu)(lu)(lu)面(mian)接(jie)觸(chu)(chu)噪(zao)聲的起源之一(yi)。當輪胎與積水(shui)路(lu)(lu)(lu)面(mian)接(jie)觸(chu)(chu)時(shi)，還會(hui)由于濺水(shui)發出頻(pin)率(lv)在1000Hz以上(shang)的噪(zao)聲。

以上均與輪胎胎面花紋的(de)(de)設計密(mi)切相關(guan)，可以通(tong)過合理(li)的(de)(de)設計將橡膠吸聲(sheng)(sheng)材料用(yong)于輪胎，使其在滿足輪胎其它性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)同時(shi)，具有較大(da)(da)的(de)(de)吸聲(sheng)(sheng)因數，如此輪胎行駛過程中產(chan)生的(de)(de)噪聲(sheng)(sheng)會(hui)部分地被胎面耗散掉。但是，隨著吸聲(sheng)(sheng)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)提高，胎面膠內耗增大(da)(da)，導致滾動阻力(li)較大(da)(da)，目(mu)前對既能(neng)降低滾動阻力(li)又(you)能(neng)提高吸聲(sheng)(sheng)性(xing)(xing)能(neng)輪胎的(de)(de)研究還有待于單一步深入(ru)和完善。

3.2  在水下消聲方面(mian)的應用(yong)

橡(xiang)膠材(cai)料在水(shui)(shui)(shui)下(xia)消聲(sheng)(sheng)池中應用(yong)(yong)時，主要做(zuo)成(cheng)錐(zhui)形，以(yi)更大限度地吸(xi)收水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)噪聲(sheng)(sheng)。吸(xi)聲(sheng)(sheng)橡(xiang)膠圓錐(zhui)是水(shui)(shui)(shui)聲(sheng)(sheng)工程用(yong)(yong)消聲(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)池和(he)循(xun)環(huan)水(shui)(shui)(shui)槽的(de)(de)(de)(de)重要組成(cheng)部分，主要用(yong)(yong)于消除(chu)水(shui)(shui)(shui)池壁、水(shui)(shui)(shui)面(mian)和(he)循(xun)環(huan)水(shui)(shui)(shui)槽艙壁的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)聲(sheng)(sheng)反射，以(yi)便提(ti)高測量系統(tong)聲(sheng)(sheng)場的(de)(de)(de)(de)分布均(jun)勻性(xing)和(he)穩定性(xing)，減小聲(sheng)(sheng)測量的(de)(de)(de)(de)系統(tong)誤差。目前所(suo)知(zhi)，德國(guo)采用(yong)(yong)石墨填充聚己(ji)丁烯制備水(shui)(shui)(shui)聲(sheng)(sheng)消聲(sheng)(sheng)材(cai)料；日本(ben)采用(yong)(yong)紅松木制作(zuo)吸(xi)聲(sheng)(sheng)尖劈；美國(guo)采用(yong)(yong)鋁粉填充IIR制備吸(xi)聲(sheng)(sheng)橡(xiang)膠圓錐(zhui)。我國(guo)已建成(cheng)消聲(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)池，但是技術尚不成(cheng)熟，有待于進一(yi)步研(yan)究和(he)提(ti)高。

3.3  在(zai)消聲瓦方面的應用

橡(xiang)膠(jiao)吸聲(sheng)(sheng)(sheng)材(cai)料無疑是消聲(sheng)(sheng)(sheng)瓦的(de)(de)首選基材(cai)，這是因為橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)特性阻抗與水非常接(jie)近，聲(sheng)(sheng)(sheng)波很容易從水進入到橡(xiang)膠(jiao)中，同時橡(xiang)膠(jiao)吸聲(sheng)(sheng)(sheng)材(cai)料由于本身的(de)(de)特性，能夠將(jiang)聲(sheng)(sheng)(sheng)能等其它形式的(de)(de)能量轉化為熱能耗散掉，從而達到衰減(jian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波的(de)(de)目的(de)(de)。

目前(qian)應用(yong)較(jiao)(jiao)多的(de)(de)消聲(sheng)(sheng)瓦(wa)基材(cai)是(shi)IIR，但是(shi)IIR的(de)(de)粘接性不好(hao)，因此(ci)急需改(gai)善IIR的(de)(de)粘接性或(huo)尋找替代材(cai)料(liao)(liao)。SBR就是(shi)其(qi)中(zhong)一種替代材(cai)料(liao)(liao)。雖(sui)然SBR的(de)(de)水下吸聲(sheng)(sheng)因數較(jiao)(jiao)小(xiao)，但可以(yi)通過調節(jie)橡膠材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)配方和橡膠制品的(de)(de)結構來改(gai)善，例如(ru)填(tian)充能(neng)夠(gou)改(gai)善吸聲(sheng)(sheng)性能(neng)的(de)(de)硬脂粒或(huo)玻璃微珠(zhu)等或(huo)設計成有一定空隙的(de)(de)半空心(xin)體，如(ru)此(ci)將(jiang)大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)改(gai)善吸聲(sheng)(sheng)性能(neng)，滿足其(qi)在消聲(sheng)(sheng)瓦(wa)方面(mian)的(de)(de)應用(yong)，目前(qian)已有部分SBR應用(yong)于消聲(sheng)(sheng)瓦(wa)，而SBR結構變化方面(mian)的(de)(de)巨大(da)(da)(da)潛力終將(jiang)使其(qi)替代其(qi)它材(cai)料(liao)(liao)成為消聲(sheng)(sheng)瓦(wa)的(de)(de)較(jiao)(jiao)佳材(cai)料(liao)(liao)。

4  結語(yu)

橡(xiang)(xiang)膠吸聲(sheng)材料(liao)是(shi)吸聲(sheng)材料(liao)中的一個(ge)重要分(fen)支，了解(jie)和(he)分(fen)析橡(xiang)(xiang)膠吸聲(sheng)材料(liao)的原理和(he)影(ying)響因素對(dui)于改(gai)善橡(xiang)(xiang)膠吸聲(sheng)材料(liao)的吸聲(sheng)性(xing)能(neng)有(you)著重要的作用(yong)(yong)，隨著研(yan)究的深入(ru)，也必將使其在吸聲(sheng)領域發揮更大的作用(yong)(yong)。

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