聚合物的分子结构与吸声性能研究

以甲苯二异氰酸酯和聚乙二醇为原料合成了聚氨酯，同时以乙烯基聚二甲基硅氧烷和含氢硅油为原料合成了硅橡胶.然后，以上述合成的硅橡胶和聚氨酯橡胶分别作为消声涂层的基体材料，研究了聚合物分子结构对涂层吸声性能的影响.采用傅利叶变换红外光谱（FTIR）表征了聚合物的分子结构，用驻波管法测量了涂层的吸声系数，用拉伸法和剪切法测定涂层的拉伸模量和剪切模量，并利用有限元程序ANSYS8.0模拟分析了涂层在水压下的形变.测试结果表明，不同结构的聚合物，在常压和高压下呈现出不同的吸声性能.具有柔性链状结构的硅橡胶基涂层，在水压作用下形变较大，吸声系数随水压增大而迅速减小；而含氢键结构的聚氨酯基涂层，在水压作用下形变较小，吸声系数随水压增大而升高.分析认为聚合物自由体积的大小和运动可能是影响涂层吸声性能的重要因素.橡胶体积压缩后，在一定程度上减少了自由体积的大小，限止了自由体积的运动，因此，选择刚性结构的聚合物作为涂层基体，调节自由体积，是制备在高压下具有高吸声性能涂层的重要途径.