汽车降噪非织造材料的研发与测试

作     者：齐烨 

作者单位：东华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴海波

授予年度：2009年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082101[工学-纺织工程] 

主      题：熔喷 非织造 吸声系数 隔声量 

摘      要：随着汽车工业的发展,汽车用降噪非织造材料的研制与应用已成为汽车噪声控制领域的研究热点。目前,3M公司降噪材料价格过高,而我国企业尚不具备大规模生产具有良好降噪性能且价格适中的降噪材料的能力,所以我国降噪材料发展滞后直接制约了国产轿车降噪性能的进一步提升,进而影响了国内汽车业的发展。因此,开发一种降噪性能好、便于大规模生产的材料来满足国内中低档轿车的降噪需求,对于发展我国汽车工业、提高国产汽车企业的国际竞争力具有重要的意义。 熔喷非织造材料以其超细的纤维结构、工艺流程短、可回收、稳定性好等特点,已越来越多地应用于汽车降噪领域。本课题在进行技术调查、文献查询和国际交流的基础上,对采用熔喷工艺研制汽车用降噪材料进行了以下三方面的研究: 1、在传统熔喷工艺及3M公司熔喷工艺的基础上,对熔喷生产线进行了有效改进,在原有熔喷设备基础上增加部件,包括短纤维开松输送机构、双滚筒接收复合成型机构。 2、在改进后的生产设备上试制试样,对试样的厚度、面密度、熔喷纤维直径以及流阻等物理结构参数进行测试,运用单因子与正交实验以及极差与方差分析方法,分析在熔喷过程中拉伸热空气压力、聚合物挤出量、滚筒转速和间距各个工艺参数对试样物理结构的影响。 3、选择一套操作简便,成本低廉的测试系统对研制的试样进行降噪性能指标(吸声系数、隔声量)进行测试,分别得出物理结构参数对降噪性能指标的影响曲线。最后,选取厚度与面密度较接近的本课题试样与3M公司试样进行降噪性能对比。 通过以上研究,本课题得出以下结论: 1、利用本课题熔喷工艺生产线,可以更好地控制其面密度与厚度,双滚筒的间距直接决定了厚度;通过聚合物挤出量和滚筒转速的变化控制面密度;拉伸热空气压力加大使熔喷纤维直径变小。 2、厚度是试样吸声系数的首要影响因素,在面密度相同的情况下,厚度越大,试样的吸声系数越高;试样的面密度对吸声系数也有影响,厚度相同,试样的吸声系数随着面密度的增大而增大,但是面密度的影响不显著;熔喷纤维的平均直径在1～2.5μm内变化对吸声系数没有明显影响。 3、试样的面密度是其隔声量的决定因子,在其它物理参数一致或接近的情况下,试样的隔声量随着面密度的增加而增加;厚度对隔声量的影响很小。 4、在低频段,试样的吸声与隔声性能不理想;对于频率在2000Hz以上的声波,试样的吸声系数大于0.2,隔声量大于3.5分贝,具有显著的降噪性能。 5、分析面密度和厚度较接近的本课题试样与3M公司产品,本课题试样具有良好的降噪能力,可替代3M公司产品。