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随着现代工业的快速发展,噪音污染问题日益影响着人类的身心健康和生活质量,目前常用的降噪方法是在噪音传播的路径中设置降噪材料来降低声波的干扰,而传统降噪材料又存在许多不足之处,限制了其在降噪领域的应用。高分子材料具有质量轻、阻尼高、易加工等特点,可作为良好的降噪替代材料,但其也存在缺陷,因此需进行改性研究和结构设计。本实验选用石墨烯与聚氯乙烯(PVC)进行复合,制备石墨烯/聚氯乙烯(G/PVC)隔声材料,以聚氨酯(PU)为发泡基体,与硅藻土(DE)复合制备硅藻土/聚氨酯(DE/PU)发泡吸声材料,最后将单层吸声材料置于两层隔声材料中间,利用层合热压工艺将它们组合成层状结构材料,并讨论其声学性能。具体研究内容如下:以石墨为原料制备石墨烯,并研究其微观形貌、层间距变化和分散效果,结果发现所制备的石墨烯碳原子层间距明显增大,在溶剂中分散性良好。通过溶液共混和熔融共混相结合的方式将石墨烯与PVC复合制备多组不同石墨烯含量的G/PVC复合材料,利用SEM观察复合材料的微观断面,结果表明石墨烯在复合材料中可良好分散,通过对G/PVC复合材料的动态力学性能和隔声性能表征发现,石墨烯含量越高,对PVC分子链运动阻碍越大,劲度和面密度也相应提高,则复合材料的储能模量越高,隔声量也越高,当石墨烯含量为1 wt%时,G/PVC复合材料的储能模量较纯PVC提高了150%,隔声量提高了12%。利用熔融共混将多孔无机粒子DE,AC发泡剂和PU粒料采用模压发泡工艺制备一系列不同DE含量的DE/PU发泡吸声材料,通过SEM观察其微观断面可发现大量尺寸均一,结构规整完好的泡孔,这对材料的吸声性能有着极大帮助。通过动态力学性能和吸声性能表征发现,DE含量越高,发泡材料的阻尼性能呈先升后降的趋势,当DE含量为10 wt%时,但损耗因子较纯PU提高了0.3,阻尼性能达到最好,平均吸声系数也最高。将单层DE/PU发泡材料放置于两层G/PVC复合材料中间,利用层合热压的方式将它们粘合成“三明治”型层状结构材料,通过阻抗管隔声测试分析表明,层状结构材料的隔声量明显提高,当G/PVC材料中石墨烯含量为1wt%时,平均隔声量约为40dB,较纯PVC材料提高了约25%。通过较为简单的“隔声/吸声/隔声”结构设计,将硬质高分子隔声材料与发泡高分子吸声材料有效地组合,可拓宽不同降噪机理的声学材料使用范围,使声波在层状结构之间反复耗散,从而最大程度地消耗声波能量,达到降噪的目的。