بهبود رفتار جذب صوت فوم پلی یورتان نرم تقویت شده با نانوالیاف پلیمری، نانولوله کربنی و نانوذرات

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

3 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش فوم پلی یورتان با استفاده از تقویت کننده های نانومتری مختلف شامل نانوالیاف پلیمری، نانولوله کربنی و نانوذرات اکسید نیکل تهیه شد. برای این منظور ابتدا نانوالیاف پلیمری پلی یورتان، پلی(متیل متاکریلات) و پلی(وینیل الکل) به روش الکتروریسی تهیه شدند و در حین شکل گیری فوم پلی یورتان به همراه نانولوله کربنی و نانوذرات اکسید نیکل به ترکیب فوم افزوده شدند. مورفولوژی، خواص مکانیکی و رفتار جذب صوت فوم‎های تهیه شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه اینسترن و لوله امپدانس ارزیابی شد. نتایج بدست آمده نشان‌دهنده تولید نانوالیافی یکنواخت و عاری از نقص و همچنین حضور این نانوالیاف در بین حفرات و تخلخل فوم می‌باشد. همچنین فوم های تقویت شده با نانوالیاف پلیمری مقاومت فشاری بیشتری نسبت به فوم پلی یورتان خالص نشان دادند. بررسی های جذب صوت فوم‌های تهیه شده نشان داد که افزودن تقویت کننده‌های نانوساختار سبب بهبود قابلیت جذب صوت فوم پلی یورتان در محدوده فرکانس 6100-250 هرتز می‌شود. در این میان فوم پلی یورتان تقویت شده با نانوالیاف پلی(متیل متاکریلات) و نانولوله کربنی یا نانوذرات اکسیدنیکل بیشترین میزان جذب صوت در تمامی فرکانس‌ها بخصوص در فرکانس های پایین را به خود اختصاص داده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] D. Yan, K. Dai, Z. Xiang, Z. Li, X. Ji, W. Zhang, Electrical Conductivity and Major Mechanical and Thermal Properties of Carbon Nanotube-Filled Polyurethane Foams, J. Appl. Polym. Sci. 120 (2011) 3014–3019.

[2] A. Rabbi, H. Bahrambeygi, K. Nasouri, A.M. Shoushtari, M.R. Babaei, Nonwoven Composite as Highly Effective Sound Absorbers, Adv. Polym. Technol. 33 (2014) 1–8.

[3] X. Tang, X. Yan, Composites : Part A Acoustic energy absorption properties of fibrous materials : A review, Compos. Part A. 101 (2017) 360–380.

[4] K. Ashida, Polyurethane and related foams: chemistry and technology, CRC press, 2006.

[5] A.M. Willemsen, M.D. Rao, Sound absorption characteristics of nanocomposite polyurethane foams, Noise Control Eng. J. 63 (2015) 424–438.

[6] H. Bahrambeygi, N. Sabetzadeh, A. Rabbi, Nanofibers ( PU and PAN ) and nanoparticles ( Nanoclay and MWNTs ) simultaneous effects on polyurethane foam sound absorption, J. Polym. Res. 20 (2013) 72.

[7] M. Mohammad, A. Nikje, S.T. Moghaddam, M. Noruzian, Preparation and characterization of flexible polyurethane foam nanocomposites reinforced by magnetic core-shell Fe3O4@APTS nanoparticles, Colloid Polym. Sci. 292 (2014) 627–633.

[8] A.H. Baferani, A.A. Katbab, A.R. Ohadi, The role of sonication time upon acoustic wave absorption efficiency, microstructure, and viscoelastic behavior of flexible polyurethane/CNT nanocomposite foam, Eur. Polym. J. 90 (2017) 383–391.

[9] R. Verdejo, R. Stämpfli, M. Alvarez-lainez, S. Mourad, M.A. Rodriguez-perez, P.A. Brühwiler, Enhanced acoustic damping in flexible polyurethane foams filled with carbon nanotubes, Compos. Sci. Technol. 69 (2009) 1564–1569.

[10] M. Bandarian, A. Shojaei, A.M. Rashidi, Thermal , mechanical and acoustic damping properties of flexible open-cell polyurethane / multi-walled carbon nanotube foams : effect of surface functionality of nanotubes, Polym. Int. (2011) 475–482.

[11] S.F. Dehghan, F. Golbabaei, B. Maddah, M. Latifi, H. Pezeshk, M. Hasanzadeh, F. Akbar-Khanzadeh, Optimization of electrospinning parameters for polyacrylonitrile-MgO nanofibers applied in air filtration, J. Air Waste Manag. Assoc. 66 (2016).

[12] B.H. Moghadam, A.K. Haghi, S. Kasaei, M. Hasanzadeh, Computational-based approach for predicting porosity of electrospun nanofiber mats using response surface methodology and artificial neural network methods, J. Macromol. Sci. Part B Phys. 54 (2015).

[13] M. Hasanzadeh, B. Hadavi Moghadam, M.H. Moghadam Abatari, A.K. Haghi, On the production optimization of polyacrylonitrile electrospun nanofiber, Bulg. Chem. Commun. 45 (2013).

[14] A. Rabbi, H. Bahrambeygi, A.M. Shoushtari, K. Nasouri, Incorporation of Nanofiber Layers in Nonwoven Materials for Improving Their Acoustic Properties, J. Eng. Fiber. Fabr. 8 (2013).

[15] H. Seddeq, Factors influencing acoustic performance of sound absorptive materials, Aust. J. Basic Appl. Sci. 3 (2009) 4610–4617.

[16] C. Zhang, J. Li, Z. Hu, F. Zhu, Y. Huang, Correlation between the acoustic and porous cell morphology of polyurethane foam: Effect of interconnected porosity, Materials & Design, 41, (2012) 319-325.

[17] M.M. Gojani, A.A. Gharehaghaji, Sound absorbing structure including nanofibers. U.S. Patent Application 15/473,069 (2017).