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碱式硫酸镁多孔吸声材料的制备及性能研究

2021-06-30周冬冬方莉杨巧珍邱瑞芳程芳琴

化工学报 2021年6期

周冬冬,方莉,,杨巧珍,邱瑞芳,程芳琴

(1山西大学资源与环境工程研究所,山西太原030006;2山西大学化学化工学院,山西太原030006)

引 言

无机非金属多孔材料如泡沫玻璃、多孔陶瓷、无机纤维、泡沫水泥等,因阻燃性好、耐久性优异、使用寿命较长、成本较低等优点,近年来逐渐成为吸声材料领域的研究热点[1-2]。其中,泡沫玻璃是以碎玻璃为主要原料,加入发泡剂后高温熔融(>700℃)发泡制得[3],由于其耐热、耐水、耐久性好,常用于防火要求高和较潮湿的环境[4-5]。但是,泡沫玻璃的降噪系数(noise reduction coefficient,NRC)一般仅约0.3,虽然通过增加材料厚度、设置空腔、表面钻孔等方式可将其NRC提高至约0.6,但其吸声性能远不及聚氨酯泡沫塑料和玻璃纤维吸声板。多孔陶瓷是以氧化铝、高岭土、刚玉砂等为原料,添加造孔剂或发泡剂后,经特殊高温烧结(>1000℃)制备的三维网状开孔结构材料[6]。多孔陶瓷的吸声性能优异,NRC大于0.7,但因制备过程能耗高、材料性脆,导致其不仅成本高,而且应用范围受限[7]。无机纤维材料包括玻璃棉、矿渣棉、岩棉等,其NRC高达0.85[8],且在中高频范围内有优异的吸声性能,常用于高温和高声压级领域及部分建筑领域的噪声控制,例如飞机发动机衬套等[9]。但是,无机纤维材料也需经高温煅烧,性脆易折,且生产过程中产生粉尘污染,对环境和工人造成严重危害。此外,无机纤维材料易吸水受潮,从而导致吸声性能大幅降低[1]。传统的泡沫水泥是以硅酸盐水泥为主要基体材料[10-13],通过化学发泡或者物理发泡制得,主要应用于铁路、公路、隧道、地铁等领域的吸声板和吸声屏障等,具有防潮性能好、施工方便、成本低廉等优点,但也存在板材太重、装饰性差、吸声性能较低(NRC<0.4)等问题。……

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