高填充SSP等材料的PVC基柔性隔声复合材料的研究

论文摘要

噪声对人类的生产和生活都具有破坏性,对人的身心危害越来越大。噪声污染和固体废物污染随着社会高速发展而变得日益加剧。这两大污染已成为全球急需解决的一个重大问题。本论文根据降噪机理,以聚氯乙烯（PVC）为基体,钢渣粉（SSP）为主要无机填充料,云母片和废旧橡胶粉（PNBR）为辅助改性填料,其它助剂等使用模压法制备可裁剪、柔性、薄型、具有较高力学性能、良好加工性能和隔声性能好的高填充聚氯乙烯基隔声复合材料。改变传统手工浇注法,达到填充性大幅提高,生产成本大幅降低,具有高隔声性能目的,为固体废弃物重新利用提供一种思路。首先,以SSP填充的聚氯乙烯基复合材料为研究对象,分析了SSP的填充比、外观尺寸与制备加工工艺参数之间的关系,通过熔融指数进一步论证了SSP填充的高填充比PVC基隔声复合材料的加工成型性能,结果表明:当100phrPVC:40phrDOP:20phrCP-52:8phrCPE:6phrESO时,根据加工难易程度,建议SSP的填充比为70%。当采用更高密度的硫酸钡粉（BaSO4）和压电陶瓷粉（PZT）作为主要填充料时,能得到更薄更柔软易裁剪的隔声复合材料。其次,研究了高填充聚氯乙烯基隔声复合材料的刚柔度和机械性能,随着无机固体填料的增加,其复合材料的断裂强度和伸长都会减小,随着填充比继续增大,减小幅度增大,通过玻璃织物或者无纺布增强能提高复合材料的力学性能。另外,其刚度和机械性能还与无机固体填料的种类,粒径,以及其它辅助添加剂相关,结果显示:在填充比和面密度相同的情况下,由PZT、BaSO4和SSP填充的复合材料刚度依次增大。再次,对高填充聚氯乙烯基隔声复合材料进行隔声性能研究,表明随着填充比的增大,复合材料的阻尼峰值向高温方向移动的,当SSP填充比为70%时,阻尼峰值对应12℃,能提高复合材料在室温条件下宽温域高阻尼性的应用范围。最后,为了使该材料更广泛的运用在生活和生产各个方面,有必要对材料进行阻燃研究,结果表明:阻燃剂添加能大大提高材料的阻燃效果,达到国家阻燃材料要求,并且阻燃剂的加入并不影响复合材料的隔声性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的背景
• 1.1.1 关于噪声
• 1.1.2 隔声机理
• 1.1.3 聚氯乙烯树脂及其无机固体填料
• 1.1.3.1 关于聚氯乙烯树脂
• 1.1.3.2 关于填料
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 阻尼改性方法
• 1.2.2 隔声材料
• 1.2.2.1 阻尼型隔声材料
• 1.2.2.2 聚合物基泡体降噪材料
• 1.2.2.3 阻尼-吸声结构型降噪材料
• 1.2.2.4 多层复合降噪材料
• 1.3 本课题研究的目的和意义
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 第二章 实验材料、设备和测试方法
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验仪器与设备
• 2.3 试样制备
• 2.3.1 SSP 的粉化
• 2.3.2 高填充聚氯乙烯基隔音复合材料的制备
• 2.3.3 不同增塑剂含量聚氯乙烯基复合材料的制备
• 2.3.4 不同钢渣粉含量聚氯乙烯复合材料的制备
• 2.3.5 压电陶瓷作为填充物聚氯乙烯复合材料的制备
• 2.3.6 其他不同固体填充料改性聚氯乙烯复合材料的制备
• 2.3.7 织物增强聚氯乙烯基隔声复合材料的制备
• 2.4 分析测试
• 2.4.1 厚度和面密度测试
• 2.4.2 微观结构观察
• 2.4.3 隔声性能测试
• 2.4.4 阻尼系数的测试
• 2.4.5 静态力学性能测试
• 2.4.6 熔融指数的测试
• 2.4.7 刚柔性测试
• 2.4.8 TG-DTG 的测试
• 2.4.9 阻燃性测试
• 第三章 高填充PVC 基隔声复合材料的加工性能与力学性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 固体填料对复合材料的加工性能的研究
• 3.2.1 填充量的改变对复合材料基材加工性能的影响
• 3.2.2 SSP 填料的表观尺寸对加工性能的影响
• 3.2.3 其它固体填料的添加对加工性能的影响
• 3.2.4 废旧橡胶粉的添加对加工性能的影响
• 3.3 填料对复合材料的熔融指数的影响
• 3.3.1 SSP 填充比对复合材料的熔融指数的影响
• 3.3.2 SSP 填料的表观尺寸对复合材料的熔融指数的影响
• 3.3.3 其它填料的添加对熔融指数的影响
• 3.3.3.1 其它填料外观尺寸形貌分析
• 3.3.3.2 其它填料外观尺寸对熔融指数的影响
• 3.3.3.3 PNBR/ SSP / PVC 体系的MI 的分析
• 3.4 高填充聚氯乙烯基复合材料力学性能分析
• 3.4.1 刚柔性
• 3.4.1.1 比较不同SSP 填充比对隔声复合材料刚柔性的影响
• 3.4.1.2 比较不同目数SSP 对隔声复合材料刚柔性的影响
• 3.4.1.3 比较不同无机填料对隔声复合材料刚柔性的影响
• 3.4.1.4 不同面密度对高填充PVC 基隔声复合材料刚柔性的影响
• 3.4.2 拉伸性能
• 3.4.2.1 比较不同SSP 填充比对隔声复合材料拉伸性能的影响
• 3.4.2.2 比较不同无机填料对隔声复合材料拉伸性能的影响
• 3.4.2.3 其它填料对高填充PVC 基隔声复合材料的拉伸性能的影响
• 3.4.2.4 改善高填充 PVC 隔声复合材料的力学性能
• 3.5 本章小结
• 第四章 高填充PVC 基隔声复合材料的隔声性能的研究
• 4.1 引言
• 4.2 声压级对聚氯乙烯膜材料隔声性能的影响
• 4.3 由SSP 填充的高填充聚氯乙烯基复合材料的隔声性能研究
• 4.3.1 不同填充比的PVC 基隔声复合材料的隔声测试
• 4.3.2 不同填充比的PVC 基隔声复合材料的阻尼系数的测试
• 4.4 面密度对隔声性能的影响
• 4.5 其它填充料对复合材料的隔声性能的影响
• 4 和PZT 填充的复合材料的隔声性能对比'>4.5.1 BaSO₄ 和PZT 填充的复合材料的隔声性能对比
• 4.5.2 辅助添充料PNBR 和云母片对复合材料的隔声性能的影响
• 4.6 阻燃剂用量对复合材料的隔声性能的影响
• 4.7 本章小结
• 第五章 高填充PVC 基隔声复合材料的阻燃性研究
• 5.1 引言
• 5.2 阻燃及抑烟性能分析
• 5.2.1 增塑剂对聚氯乙烯基隔声复合材料阻燃抑烟性能的影响
• 5.2.2 阻燃剂对聚氯乙烯基隔声复合材料阻燃抑烟性能的影响
• 5.2.2.1 不同阻燃剂配方对聚氯乙烯基隔声复合材料阻燃抑烟性能的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论和建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 附录
• 致谢