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竹原/聚乳酸纤维吸音复合材料,作为汽车用内饰材料,结合了竹原纤维高强度、高模量、环保等特点和聚乳酸良好的加工性能、优良的生物相容性、合适的力学性能以及废弃可回收性等特点,是一种综合性能优良的绿色环保新材料。在以环境与发展为主题的21世纪,积极开发和利用环保型纤维显得尤为重要。
本课题以竹原/聚乳酸纤维吸音复合材料为研究对象,采用改变竹原纤维和聚乳酸纤维的比例组分和铺层方式从而改变材料结构的方法,利用吸音理论分析和方差试验检验,进而达到探究纤维比例组分和铺层方式因素即材料结构对吸音性能影响的目的。
本课题首先对竹原纤维和聚乳酸纤维的细度、断裂强度、纵向以及横截面形态结构等进行研究,所得数据为研究纤维比例组分和铺层方式对吸音性能的影响提供基础依据。然后采用将竹原纤维和聚乳酸纤维开松混合、梳理、剪网、铺网和热压的工艺流程制备竹原/聚乳酸纤维吸音复合材料,为满足材料吸音性能和力学性能的要求,设计竹原纤维和聚乳酸纤维的原料配比为40/60、50/50和60/40,铺层方式为平行铺网、垂直铺网和45度铺网。最后结合吸音理论和方差试验对竹原/聚乳酸纤维吸音复合材料的吸音性能进行分析研究。
研究结果表明:采用该工艺制备的竹原/聚乳酸纤维吸音复合材料的最小拉伸强度为5.26MPa,最小弯曲强度为5.2MPa,满足汽车用吸音材料的要求;由于在60/40的纤维比例组分,45度的铺层方式下,材料的孔隙率较高,材料的平均吸音系数较高,吸音效果较好;2000HZ接近竹原/聚乳酸纤维吸音复合材料的共振频率,因此在中高频率范围吸音效果较好;通过方差试验分析,得知纤维的比例组分是吸音性能的显著性影响因素,而铺层方式则影响不显著。