玻璃微珠/PI气凝胶复合材料的制备与吸声性能研究

PI气凝胶是一种多孔吸声材料,但对中低频声波的吸声效果欠佳.为了提高PI气凝胶对中低频声波的吸声性能,引入不同粒径(29 μm、40um、55um)的玻璃微珠(HGM)作为复合相,采用溶胶-凝胶、CO2超临界干燥等工艺制备了中低频声波吸声性能良好的HGM/PI气凝胶复合材料,研究了复合材料的性质(比表面积、收缩率、密度)、微观结构以及吸声性能,分析了 HGM的粒径、添加量和复合材料本身厚度对复合材料吸声性能的影响.结果表明:复合材料的密度(0.156～0.208 g/cm3)、比表面积(107.8～399.8m2/g)与HGM的堆叠密度和添加量有关.在500～6 300Hz范围内,30 mm厚的空白样品(PI气凝胶)的吸声系数峰值为0.39(3 150 Hz),添加HGM后,相同厚度的复合材料在1 000～2 500 Hz出现峰值,较空白样品向低频方向移动,峰值大小为0.56～0.87,均高于0.39.对比发现,在1 000～2 500 Hz范围内,粒径为29 μm的HGM与PI气凝胶复合后的材料吸声性能最好,粒径为40 um的HGM与PI气凝胶复合后的材料吸声性能最差.另外,随着HGM添加量的增加,复合材料的吸声系数峰值逐渐向低频方向移动,且出现先减小后增大的趋势,同时吸声系数峰值随着材料厚度的减小向高频方向移动.