CN103074762A

CN103074762A - 一种隔音纺织品的制备方法

Info

Publication number: CN103074762A
Application number: CN2013100247245A
Authority: CN
Inventors: 李闪; 吴惠敏; 王砚; 傅雅琴
Original assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Current assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU; Zhejiang University of Science and Technology ZUST
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2013-05-01

Abstract

本发明公开了一种隔音纺织品的制备方法。采用球磨机将纳米二氧化硅分散在聚乙二醇中，制备剪切增稠流体，再用无水乙醇对其进行稀释，将异型纤维织造的纺织品完全浸入稀释后的流体中，超声振动0.5～1.5h，取出纺织品并去除其吸附的多余的溶液后，放入70～100℃的烘箱中，干燥0.5～1.5h，待稀释剂乙醇完全挥发后得到一种隔音纺织品。与处理前纺织品的隔音性能相比，本发明中制备的隔音纺织品在100～8000Hz的平均隔音量可以提高5dB以上。本发明制备工艺简单，所制备的纺织品隔音效果好。

Description

一种隔音纺织品的制备方法

技术领域

本发明涉及隔音材料的制备方法，尤其是涉及一种隔音纺织品的制备方法。

背景技术

纺织纤维材料的内部具有大量内外连通的微小空隙和空洞，当声波进入其内部时，不仅可以延长声波在材料内反复反射的时间，而且还会引起空隙间空气的振动，振动的空气与孔壁或纤维表面不断发生着摩擦，使一部分声能转化为热能而耗散掉，且纺织纤维材料本身轻薄、柔软、加工方便，因此，受到了降噪领域研究人员的高度关注。通常情况下，这些纺织纤维材料都是由圆形截面纤维织造而成的，如果采用异型纤维代替一般的圆形纤维，将进一步增加声波与纤维的接触面积，延长声波在材料内的传播时间，这是因为异型纤维的比表面积大，纤维间的抱合力强，所织织物的摩擦系数大，且在异型纤维织物中可形成更多不规则的气孔，使声波的传播路径变得复杂，有利于对声波进行吸收。但是，纺织纤维材料本身有很好的透气性，孔隙率较大，导致大部分声波很容易随空气透过，影响其吸音隔音的效果。

剪切增稠流体（shear thickening fluid, STF）是由微纳米颗粒均匀分散在某种分散剂中形成的一种新型纳米复合材料。它在正常状态下是略微粘稠的液体，受到外界冲击力作用时会瞬间变成坚硬的固体，在这个转变的过程中吸收了大量的冲击能量，起到缓冲减振的作用，因此常被用作人体防护装备材料、高铁或汽车减震器及工业生产中的机械减振部件等。但这种吸能材料在隔音降噪领域的应用研究还未见有报道，如果用其对异型纤维织物进行处理，一方面可以加强织物中纱线间的联系，提高织物结构间的紧密度，另一方面，织物中纤维与纤维之间的相互摩擦可使流体产生剪切增稠行为，消耗更多的声能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔音纺织品的制备方法，通过该方法可以在不改变纺织品本身柔软性的条件下，大幅度提高其吸音隔音性能，为有效解决噪声污染开辟了新的途径。

本发明采用的技术方案的步骤如下：

（1）剪切增稠流体的制备：选取纳米二氧化硅为分散相粒子，加入聚乙二醇中，搅拌1~2 h，搅拌速度为1000~2000转/min，然后用球磨机再分散1~3 h，转速为100~300转/min，最后抽真空1~3 h，以除去其中的气泡，制得稳定的剪切增稠流体；

（2）用剪切增稠流体处理纺织品：选取无水乙醇对步骤（1）中制备的剪切增稠流体进行稀释，采用浸渍法，将纺织品完全浸入稀释后的流体中，超声振动0.5~1.5 h，取出纺织品并去除其表面多余的溶液后，放入70~100 ℃的烘箱内，干燥0.5~1.5 h，待稀释剂乙醇完全挥发后，制得隔音纺织品。

所述步骤（1）中纳米二氧化硅颗粒的尺寸为10~30 nm；聚乙二醇的平均分子量为200~600。

所述步骤（1）中，剪切增稠流体中纳米二氧化硅的质量分数为10%~30%。

所述步骤（2）中的纺织品是异型纤维织物。

所述步骤（2）中对剪切增稠流体进行稀释的无水乙醇与剪切增稠流体的体积比为0.5~2:1。

与背景技术相比，本发明具有以下有益的效果：

（1）剪切增稠流体作为一种吸能材料，常被用在人体防护装备上，本发明将其引入隔音降噪技术领域，为其应用开辟了新的途径。

（2）异型纤维相对于圆形纤维，比表面积大，纤维间的抱合力强，织物的摩擦系数大，且在异型纤维织物中可形成更多不规则的气孔，有利于对声波进行吸收。

（3）本发明利用剪切增稠流体处理异型纤维织物，不但可以大幅度提高织物的隔音性能，而且还能保持织物本身的柔软性。

（4）本发明采用浸渍法处理异型纤维织物，制备工艺简单，操作方便。

附图说明

图1是本发明中针织物（三叶形纤维织造）经剪切增稠流体处理前和处理后的隔音性能曲线（实施例1）。

图2是本发明中针织物（三叶形纤维织造）经剪切增稠流体处理前和处理后在100~8000 Hz的平均隔声量（实施例1）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

实施例1：

选用15 nm的SiO₂颗粒，加入聚乙二醇（PEG200）中，加完后搅拌2 h，搅拌速度为1000转/min，然后用球磨机再分散1 h，转速为300转/min，将分散均匀的溶液抽真空2 h，去除其中的气泡，制得STF流体0.585 kg，其中SiO₂的质量分数为30%，最后用无水乙醇对制得的STF流体进行稀释，稀释剂乙醇与STF流体的体积比为1:1。

采用浸渍法，将面密度为2.06 kg/m²的针织物（三叶形纤维织造）完全浸入稀释后的流体中，超声振动0.5 h，取出织物并去除其表面多余的溶液后，放入80 ℃的烘箱内，干燥0.5 h，得到隔音纺织品。对处理前的针织物和处理后的隔音纺织品分别进行隔音性能测试，对比得出隔音纺织品在100~8000 Hz的平均隔音量提高了17 dB左右。

实施例2：

选用10 nm的SiO₂颗粒，加入聚乙二醇（PEG400）中，加完后搅拌1 h，搅拌速度为1500转/min，然后用球磨机再分散3 h，转速为200转/min，将分散均匀的溶液抽真空1 h，去除其中的气泡，制得STF流体0.495 kg，其中SiO₂的质量分数为10%，最后用无水乙醇对制得的STF流体进行稀释，稀释剂乙醇与STF流体的体积比为0.5:1。

采用浸渍法，将面密度为1.25 kg/m²的针织物（三角形纤维织造）完全浸入稀释后的流体中，超声振动1.5 h，取出织物并去除其表面多余的溶液后，放入100 ℃的烘箱内，干燥1 h，得到隔音纺织品。对处理前的针织物和处理后的隔音纺织品分别进行隔音性能测试，对比得出隔音纺织品在100~8000 Hz的平均隔音量提高了约6 dB。

实施例3：

选用30 nm的SiO₂颗粒，加入聚乙二醇（PEG600）中，加完后搅拌1.5 h，搅拌速度为2000转/min，然后用球磨机再分散2 h，转速为100转/min，将分散均匀的溶液抽真空3 h，去除其中的气泡，制得STF流体0.540 kg，其中SiO₂的质量分数为20%，最后用无水乙醇对制得的STF流体进行稀释，稀释剂乙醇与STF流体的体积比为2:1。

采用浸渍法，将面密度为1.66 kg/m²的机织物（五叶形纤维织造）完全浸入稀释后的流体中，超声振动1 h，取出织物并去除其表面多余的溶液后，放入70 ℃的烘箱内，干燥1.5 h，得到隔音纺织品。对处理前的机织物和处理后的隔音纺织品分别进行隔音性能测试，对比得出隔音纺织品在100~8000 Hz的平均隔音量提高了11 dB左右。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明专利的范围之中。

Claims

1.一种隔音纺织品的制备方法，其特征在于，该方法的步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种隔音纺织品的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中纳米二氧化硅颗粒的尺寸为10~30 nm；聚乙二醇的平均分子量为200~600。

3.根据权利要求1所述的一种隔音纺织品的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，剪切增稠流体中纳米二氧化硅的质量分数为10%~30%。

4.根据权利要求1所述的一种隔音纺织品的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的纺织品是异型纤维织物。

5.根据权利要求1所述的一种隔音纺织品的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中对剪切增稠流体进行稀释的无水乙醇与剪切增稠流体的体积比为0.5~2:1。