麻類纖維復合材料在噪聲污染控制方面的應用

摘 要：噪聲的存在不僅會影響環境，而且對公共健康具有重大威脅。如何控制生活區的噪聲，已成為當前社會迫切需要解決的問題[1]。麻類纖維制備成的復合材料具有良好的隔聲性能，可作為室內裝修材料阻斷噪聲的傳播，從而達到噪聲控制的目的。文章針對居民區主要存在的噪聲源，并綜合考慮麻類纖維復合材料的經濟型與實用性，提出有效的噪聲污染控制措施，改善人們的生活質量。

關鍵詞：生活區噪聲污染；噪聲控制；麻類纖維；復合材料

1 背景

噪聲污染與空氣污染、水污染是當代三大主要污染源。噪聲污染是一種物理污染，它直接作用于人體的感官，但是它是沒有后效的，即噪聲污染發生時，人們能立即感受到，停止時，噪聲污染立即消失。因此，噪聲污染的危害容易被人們忽視。過量的噪聲與振動不僅會影響人們的正常工作和作息，降低工作效率，而且會損壞人們的身體健康。隨著人們對生活環境意識的提高，人們對舒適環境的要求也越來越高，所以控制噪聲污染是我國目前應當首要解決的環境污染問題[2]。

隨著人們綠色環保意識的增強，以及對麻類纖維優良性能的不斷認識，由麻類纖維制成的復合材料逐漸引起國內外很多行業的關注。麻類纖維具有耐高溫、散熱快、無靜電、不易腐爛、隔聲性能好、成本低、可再生、無毒等優點，既可作為復合材料的增韌纖維，也是追求環保的首選材料[3]。聚乳酸是一種能部分結晶的線性脂肪族熱塑性聚酯，具有優異的可生物降解性能，可與可再生的天然麻類纖維復合制備出性價比高的麻類復合材料，是一種性能優良的基體。由麻類纖維與聚乳酸制成的復合材料可作為良好的裝修隔聲材料[4]。

我國高磊等人曾研發過廢舊橡膠粉/玻纖織物/聚氯乙烯復合材料并進行了隔聲測試，隔聲效果良好。即可采用特殊的真空結構達到良好的隔聲性能[5]。

2 生活區主要存在的噪聲類型

2.1 交通噪聲

交通噪聲是城市噪聲的主要類型，由車輛本身以及路面狀況產生的。一般情況下，車輛噪聲主要有發動機噪聲、輪胎噪聲以及鳴笛噪聲等，路面狀況主要包括車流量、車速、路面平整度及寬度等。據測量，汽車行進過程中產生的噪聲高達92dB，喇叭產生的噪聲最高達110dB[6]。

2.2 生活類噪聲

生活類噪聲是最難管理的。商販的吆喝聲、商店門前的音響聲、嬰兒的啼哭等都屬于生活類噪聲的范疇。當前，對于擾民的生活噪聲，國家提出了一系列政策，但是效果不明顯。并且，隨著人口數目的增加，人口密集度增加，人群活動更加頻繁，產生的噪聲遠高于標準值[6]。

3 噪聲的控制

噪聲控制的機理就是使噪聲在進入人耳時分貝數達到標準值以下，減弱噪聲對耳膜的傷害。噪聲傳播分三個部分：噪聲源、傳播路徑、接收者。因此噪聲的控制應從這三個方面出發。從控制效果上看，在噪聲聲源處進行控制是最根本的解決方法，但是由于聲源產生的噪聲不止一類，在噪聲源處對聲音進行隔離減震成本較高，不能普遍使用。在傳播路徑上降低噪聲，主要是運用聲學方法，采用吸聲材料或吸聲結構來消耗噪聲傳播過程中的聲能，從而減弱噪聲的傳播[7]。在接受者處加裝隔聲類型的裝置，可使接收者免受噪聲干擾，但是只適用于接收者較少，工作環境要求安靜的情況[8]。目前廣泛使用的方法是切斷噪聲的傳播路徑來控制噪聲。普遍使用的方法是從建立聲屏障的角度出發，但是根據相關測試，聲屏障的理想隔聲效果最大不超過10dB，并且聲屏障受到材料的耐久性的限制[9]。

近年來，麻類纖維復合材料得到了迅速的發展，該類材料除了具有優異的力學性能、耐水性能、熱穩定性外，其隔聲性能良好，可作為新型的防噪聲裝修用材。文章提出的噪聲控制方案是使用麻類纖維復合材料作為室內裝修材料，利用其良好的隔聲性能，達到阻斷噪聲傳播路徑的目的。

在房間墻體兩面分別粘貼麻類纖維制成的復合材料，由于墻面不是絕對光滑的，麻類纖維復合材料與墻體之間會存在空隙。當聲波入射到墻體上時，聲波一部分被反射，一部分透過墻體繼續傳播，一部分透到墻體內部傳播，聲波引起墻體空隙中的麻類纖維復合材料發生摩擦，由于粘滯性和熱傳導特性，將聲能轉化為熱能耗散，從而達到控制噪聲的目的[10]。

4 展望

噪聲污染已經成為公共健康問題，嚴重影響居民的生活品質。噪聲污染的防治工作是一項艱難而又復雜的任務，解決此類污染只能依靠法治約束和科學技術。目前麻類纖維復合材料已經廣泛用于各個領域，但是這類產品尚不成熟，今后可以探究改善麻類纖維表面的方法，增強麻類纖維與基體的結合，從而增強材料的隔聲性能，進而增加其阻斷噪聲的能力[4]。文章未對材料本身的降噪機理進行詳細地推導研究，它的推導研究有助于實現材料降噪過程的數字模擬，并據此推測同類材料的隔聲性能，對未來降噪材料的開發有重大意義，未來可運用ANSYS軟件對其進行數學模擬研究。

參考文獻

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[2]佟敬軍.撫順市環境噪聲達標技術對策研究[D].吉林大學，2002（9）-2004（4）.

[3]王前文，趙磊，姚桂香，等.亞麻類纖維增強聚丙烯基復合材料的歌聲性能研究[J].玻璃鋼/復合材料，2014（6）.

[4]張燕，李守海，黃坤，等.可降解聚乳酸/天然植物纖維縫合材料的研究進展[J].工程塑料應用，2012（5）.

[5]高磊，姚躍飛，羅勇波.WTRP/GF/PVC復合材料隔熱性能影響研究[J].浙江理工大學學報，2008，25（5）.

[6]王熙偉，燕翔，王亮.一種燃氣燃燒器噪聲治理技術實例[J].噪聲與振動控制，2013，33（6）.

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[8]張智淵.高平市噪聲污染控制研究[D].太原理工大學，2013（4）.

[9]王彥琴，魏顯威，王健.公路交通噪聲控制的發展動向[J].噪聲治理技術，2010（10）.

[10]高蘊，劉冠峰.玻纖細度對玻纖/PVC復合材料歌聲性能的影響.紡織學報，2008（4）.

[11]耿軍軍.基于廢棄物資源化和聲子晶體的輕薄隔聲復合材料[D].南昌航空大學，2014（6）.

作者簡介：夏明明（1994，8-），女，鄭州大學力學與工程科學學院安全工程專業本科在讀。

蔣麗賓（1992，10-），女，鄭州大學力學與工程科學學院工程結構分析專業本科在讀。