不同縫合方式對角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料隔聲性能的影響

靳雯雯，許 鶴,，單晶晶，薛景偉

(1.中原工學(xué)院紡織學(xué)院，河南鄭州 450007；2.際華三五零九紡織有限公司，湖北漢川 431602)

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不同縫合方式對角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料隔聲性能的影響

靳雯雯1，許 鶴1,2，單晶晶1，薛景偉2

(1.中原工學(xué)院紡織學(xué)院，河南鄭州 450007；2.際華三五零九紡織有限公司，湖北漢川 431602)

研究采用玻璃纖維角聯(lián)鎖織物作為增強(qiáng)相，以不飽和樹脂作為基體，采用真空輔助澆注工藝制作隔聲復(fù)合材料，使用四通道阻抗管法測試其隔聲性能，探討比較不同縫合方式對復(fù)合材料隔聲性能的影響。對比發(fā)現(xiàn)不縫合、豎縫、橫縫的角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料隔聲性能依次降低。

玻璃纖維 角聯(lián)鎖 復(fù)合材料 隔聲性能

0 引言

隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，噪聲污染在人類生活中的影響越來越嚴(yán)重，也越來越受到人們的重視。普通紡織品本身就具有隔聲吸音的功能，它主要通過反射、吸收和共振達(dá)到隔聲吸音的效果，但是普通紡織品的物理機(jī)械性能，比如比強(qiáng)度、比模量、斷裂強(qiáng)力等遠(yuǎn)達(dá)不到一些標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此在實際應(yīng)用中有不少的局限性。而以紡織品作為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料非常好的解決了普通織物在物理機(jī)械性能方面的缺陷，利用復(fù)合材料的基體材料巧妙的彌補(bǔ)了這一短板，同時其隔聲吸音性能也得到了提高。

本研究主要對角聯(lián)鎖織物進(jìn)行橫縫、豎縫，并將其加工成復(fù)合材料，之后對不同縫合方式的復(fù)合材料進(jìn)行隔聲性能測試，分析比較不同縫合方式對復(fù)合材料隔聲性能的影響。

1 實驗

1.1 實驗材料

玻璃纖維復(fù)絲(132tex)，滌綸紗線(32tex)，不飽和樹脂(191型號)

1.2 織物組織圖設(shè)計

多重角聯(lián)鎖織物設(shè)計

多重緯角度聯(lián)鎖織物的經(jīng)紗和緯紗的循環(huán)數(shù)與織物的層數(shù)之間有一個理論關(guān)系：

Rj=N+1，

Rw=N×Rj[1]

(1)

式(1)中：Rj為一個完全組織循環(huán)內(nèi)的經(jīng)紗數(shù)；Rw為一個完全組織循環(huán)內(nèi)的緯紗數(shù)；N為角聯(lián)鎖織物的層數(shù)。

四層角聯(lián)鎖Rj=4+1=5，Rw=4×5=20，先作出一列緯紗，然后使用矩陣功能列排出所有緯紗，再選用多段線按照實口角聯(lián)鎖織物經(jīng)紗與緯紗的交織規(guī)律繪出所有經(jīng)紗即可。四層角聯(lián)鎖織物上機(jī)圖見圖1。

圖1 四層角聯(lián)鎖織物上機(jī)圖

1.3 織物試樣織造

采用通源SGA598型半自動小樣織機(jī)以線密度為132tex的玻璃纖維為原料織造四層角聯(lián)鎖織物。

1.4 試樣縫合

采用JY—A838型腳踏式單針鎖式縫紉機(jī)，規(guī)定緯向縫合為豎縫，經(jīng)向縫合為橫縫?？p合參數(shù)：滌綸縫紉線32tex；針距4mm；行距20mm；縫合方向：徑向和緯向縫合?？椢锟p合見圖2，縫合之后制作的復(fù)合材料見圖3。

圖2 織物的縫合

圖3 縫合后制作的復(fù)合材料

1.5 復(fù)合材料成型

采用真空輔助法樹脂澆注成型工藝，以玻璃纖維機(jī)織布為骨架，將添加過固化劑的樹脂澆注在玻璃纖維布的周圍，使其包覆滲透在玻璃纖維織物內(nèi)，進(jìn)而在上下玻璃板和密封膠帶及密封薄膜的壓力作用下，經(jīng)固化成型，制得樹脂基玻璃纖維布增強(qiáng)基復(fù)合材料板。

1.6 隔聲性能測試

所謂隔聲就是利用隔聲材料或隔聲結(jié)構(gòu)隔離或阻擋聲音的傳播，把噪聲源引起的環(huán)境隔絕在局部區(qū)域內(nèi)。隔聲的作用由對聲的反射和吸收兩部分組成。不同的材料有不同的透聲性和吸聲特性，這主要取決于材料的密實程度和表面聲阻抗。通常,結(jié)構(gòu)緊實，堅硬光滑和厚重的材料吸聲能力差，反射能力強(qiáng)，所以用來作為隔聲材料，其隔聲性能較好。本次測試選用的是阻抗管測試模塊中的傳遞函數(shù)法(國標(biāo))[2]。

2 實驗結(jié)果

2.1 角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料體積分?jǐn)?shù)計算

玻璃纖維角連鎖織物增強(qiáng)相樹脂基復(fù)合材料是由玻璃纖維和樹脂兩種材料的組合，玻璃纖維在其中的含量大小用纖維體積分?jǐn)?shù)來表征，計算方法如公式(2)：

纖維體積分?jǐn)?shù)的計算有三種方法: 稱重法、理論模型計算法和數(shù)字圖像分析法[3]。本課題使用的是稱重法。計算公式[4]如下

(2)

其中，

ρs——制成的復(fù)合材料的密度

ρf——織造正交織物所使用的玻璃纖維的密度

ρm——復(fù)合時所用樹脂的密度

表1 復(fù)合材料纖維體積分?jǐn)?shù)

注：試樣1為4層不縫合角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料，試樣2為4層橫縫角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料，試樣3為4層豎縫角聯(lián)鎖復(fù)合材料。

2.2 隔聲性能測試結(jié)果

對復(fù)合材料進(jìn)行隔聲測試，擬合后的數(shù)據(jù)是一種樣品對250Hz-6300Hz頻率的聲波的傳遞損失，在某一頻率下傳遞損失大，說明該樣品對這一頻率的聲波的隔聲性能好，反之較差。擬合后的數(shù)據(jù)如表2所示，擬合后的曲線如圖4所示。

表2 傳遞損失擬合數(shù)據(jù)

注：試樣1為4層不縫合角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料，試樣2為4層橫縫角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料，試樣3為4層豎縫角聯(lián)鎖復(fù)合材料。

圖4 傳遞損失擬合曲線

由表1可以看出不縫合的角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料體積分?jǐn)?shù)要大于豎縫的角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料，豎縫的體積分?jǐn)?shù)又大于橫縫的角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料。

從圖4中可以看出，所有樣品對不同頻率段的聲波呈現(xiàn)一致的規(guī)律性的隔聲特性，即在250Hz-315Hz范圍內(nèi)其傳遞損失逐漸減小，在315Hz-1600Hz范圍內(nèi)其傳遞損失又逐漸增大，在1600Hz-6300Hz范圍內(nèi)其傳遞損失又呈下降趨勢。同時發(fā)現(xiàn)經(jīng)過縫合的復(fù)合材料對聲波的傳遞損失要小于不縫合的復(fù)合材料，而且經(jīng)過豎縫的復(fù)合材料對聲波的傳遞損失要大于經(jīng)過橫縫的復(fù)合材料。這是因為對于本文研究的三種復(fù)合材料而言，其隔聲性能與纖維的體積分?jǐn)?shù)有關(guān)，并隨著纖維體積分?jǐn)?shù)的增加而增加。從而得出，對三種不同縫合方式的復(fù)合材料來說，歸納其隔聲性能強(qiáng)弱關(guān)系為：不縫合>豎縫>橫縫。

3 結(jié)語

用半自動小樣織機(jī)以玻璃纖維為原料織造了四層的角聯(lián)鎖織物，采用不同的縫合方法對織物進(jìn)行縫合，之后采用真空輔助法樹脂澆注成型工藝將其制成復(fù)合材料，并測試其在250Hz-6300Hz頻率范圍內(nèi)的隔聲傳遞損失。從而得出不縫合的角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料隔聲性能優(yōu)于豎縫的角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料，豎縫的隔聲性能又優(yōu)于橫縫的角聯(lián)鎖織物復(fù)合材料。

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2016-04-14

靳雯雯(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：功能性紡織品。

TS106

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1008-5580(2016)04-0045-03