填料对阻尼隔声材料的水中插入损失的影响

　　为了减少振动和噪声的干扰,常需敷设阻尼隔声材料。一般用水中插入损失来表征材料的阻尼隔声性能,插入损失越大,隔声效果越好[1]。在阻尼隔声材料中,填料起着重要作用,填料不同插入损失不同。本文就空心玻璃微珠、粉煤灰(煤胞)、发泡聚合物以及它们的等量混合物对阻尼隔声材料隔声性能的影响进行了研究。

　　1 试验材料和试验方法

　　本研究选用4种隔声填料:空心玻璃微珠、粉煤灰(煤胞)、发泡聚合物以及它们的等量混合物,其中空心玻璃微珠粒径10~100um,堆积密度0.22~0.24 gPcm³,抗碎强度3~5MPa,漂浮率≥93%;粉煤灰(煤胞)粒径2~200um,密度320~340kgPm³;发泡聚合物为普通工业品。

　　试验时,将4种填料分别加在橡胶基本配方中,混炼均匀后,制成Φ56mm的脉冲声管测试试样,厚度30mm左右,详见表1。表1中A-1~A-4试样的上下面都加了面层,B组和C组试样都未加面层。水中插入损失在中科院声学所Φ57mm脉冲声管中进行,测试标准为GBPT14369-93《声学水声材料样品插入损失和回声降低的测量方法》。

　　2 试验结果

　　试验结果见表2~表4。

　　3 分析与讨论

　　3.1 填料种类对水中插入损失的影响

　　从表1和表2中数据可以看出,A-0试样的橡胶中未加阻尼隔声填料,其水中插入损失较其他添加阻尼隔声填料的试样小得多,而添加不同的阻尼隔声填料(A-1、A-2、A-3、A-4)得到的水中插入损失又有很大差别。其中,玻璃微珠的效果最好,其次是粉煤灰的,再次是发泡聚合物的,而混合填料的效果略低。在测试频率范围内,4种填料的插入损失都超过了9dB,峰值皆在10kHz左右,尤其是添加玻璃微珠的试样,在所有频率范围内,插入损失基本都在10dB以上,峰值10kHz时达19.2dB。A-0未加隔声填料,其插入损失明显偏低。

　　3.2 填料用量对插入损失的影响

　　从B-1~B-4和C-1~C-4两组数据来看,前后两组隔声填料用量一样,都为30、50、70、90份。前一组填料为玻璃微珠,后一组为粉煤灰。两组的水中插入损失都随填料用量的增加而明显降低。前一组试样比后一组略薄,密度略小,水中插入损失前者也比后者大。图1是在10kHz下玻璃微和粉煤灰不同用量对水中插入损失的影响。图2是在3kHz、10kHz、20kHz三个频段,玻璃微珠用量30份至90份时,插入损失的变化情况。从图1和图2可见,无论是玻璃微珠还是粉煤灰,水中插入损失都随填料用量的增加而降低,特别是从30份到50份时降低的幅度最大,50份以后降低幅度变缓,其他频率也有类似情况。从表3和表4可见,随着玻璃微珠和粉煤灰用量的增加,试样密度逐渐增大,水中插入损失也随之降低。