沙柳纖維材料吸聲降噪性能的探析

孫志蘋

【摘? 要】在工業不斷發展的過程中，噪聲污染對人們的生活造成了嚴重影響，我國也愈加注重噪聲污染這一問題，在不斷完善關于噪聲的標準規范。但是，我國高水平吸聲降噪產品較少，聲學方面的材料以及工藝、技術等進步不夠明顯。所以當前主要是利用吸聲這種方式降低噪聲，而沙柳纖維材料具有良好的吸聲降噪性能。因此，論文對沙柳纖維材料的吸聲降噪性能進行簡要分析。

【Abstract】In the process of the continuous development of industry， noise pollution has a serious impact on people's lives， China also pay more attention to the problem of noise pollution， and constantly improve the standards and specifications about noise. However， there are few high-level sound absorption and noise reduction products in China， and the progress of acoustic materials， process and technology is not obvious. So at present， the main way to reduce noise is sound absorption， and salix fiber material has good sound absorption and noise reduction performance. Therefore， this paper briefly analyzes the sound absorption and noise reduction performance of salix fiber material.

【關鍵詞】沙柳纖維;吸聲;降噪

【Keywords】salix fiber; sound absorption; noise reduction

【中圖分類號】S781.42;TB53? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）07-0192-02

1 引言

吸聲是一種較為有效的降噪措施，被廣泛應用在工程當中。其中，生物質材料具有可再生、環保以及耐用等特點，備受關注。同時，我國的木材資源較少，具有分布廣、使用價值高以及生長快等特點的沙生灌木資源引起了人們的注意。所以，需要科學分析沙柳纖維材料的吸聲降噪性能，并科學將其應用在降噪當中。

2 具體實驗

2.1 實驗材料

在測試沙柳纖維材料的吸聲降噪效果時，需要準備好沙柳木材與白乳膠這2種材料。

2.2 試件制備

首先，需要去除沙柳木材的皮，之后將其切斷并用水煮。將煮過的沙柳木材利用粉碎機進行處理，使其成為纖維狀粉末，并放在103±2℃的干燥箱當中，干燥至完全沒有水分，并進行稱重記錄[1]。其次，需要稱取一定量的沙柳纖維與白乳膠，并在這2種材料當中加入適量的水進行混合，將制樣尺寸控制在10cm×10cm×Xcm（X指厚度），在實驗當中需要將X設置成0.5cm、1cm、1.5cm、2cm。之后需要將MN壓力成型機的上下板溫度都調至180℃，將時間調成10min，從而將沙柳纖維壓制成沙柳纖維板。

2.3 實驗方案

在實驗過程中，需要明確沙柳纖維含水率、細度等因素對沙柳纖維材料吸聲降噪性能的影響，從而掌握最佳的含水率與細度。之后，需要明確不同密度與厚度對沙柳纖維吸聲降噪性能的影響。所以，需要利用單因素實驗法進行實驗，且每個實驗需重復進行3次，并取平均值，具體的因素水平如表1所示[2]。

2.4 實驗方法

在實驗過程中，主要是利用吸聲系數測試系統檢測沙柳纖維材料的吸聲性能，其中，低頻采用的是直徑為10cm的大管試件，而中頻采用的是直徑為8cm的中管試件。之后根據相關參數以及國際標準進行測量，明確沙柳纖維材料的吸聲系數。

3 結果與討論

3.1 含水率對沙柳纖維板吸聲降噪性能的影響

所有沙柳纖維的含水率都存在一定的區別，而不同的含水率也會對沙柳纖維造成不同的影響。在處理沙柳纖維板時需要利用飽和鹽溶液法對其進行調濕處理，并在纖維細度為3.7tex、厚度為1.5cm且密度為0.8g/cm3的情況下，分析含水率對沙柳纖維板吸聲降噪性能的影響，結果如圖1和圖2所示。

木材當中的水分主要包括自由水與結合水這2種類型，其中，自由水存在于細胞腔等細胞間隙當中，而結合水存在于細胞壁當中，可以和細胞壁無定形區當中的羥基結合，并構成氫鍵結合。在含水率出現改變時，首先改變的是自由水，之后才是結合水。當自由水減少時，木材纖維當中的空隙會有所增加，而結合水減少的話，細胞壁當中的非結晶區水分子會減少，這就會導致相鄰的纖絲間、微纖絲間以及微晶間水層會變薄甚至會消失，同時，木材纖維的細胞壁會不斷收縮，空隙會變化，這就會對沙柳纖維板的吸聲性能造成較大影響[3]。從圖1來看，當沙柳纖維的含水率在5%、10%、29%、35%時，沙柳纖維板的吸聲系數較低，平均吸聲系數約為0.18、0.16、0.14、0.12，而最大吸聲系數是0.32、0.3、0.24、0.21。同時，當沙柳纖維在完全沒有水分的情況下，即含水率為0%的情況下，最大吸聲系數為0.7，平均吸聲系數是0.49。而從圖2來看，沙柳纖維材料的平均吸聲系數以及降噪系數和含水率成反比關系，即含水率增加，吸聲系數與降噪系數就會下降，當含水率為0%時，降噪系數與平均吸聲系數是最大的。

3.2 密度對沙柳纖維板吸聲降噪性能的影響

在稱取不同量沙柳纖維后，需要將其制成密度不同的沙柳纖維材料，并在含水率為0%、厚度為1.5cm以及細度為3.7tex的情況下分析密度對沙柳纖維板吸聲降噪性能的影響，具體結果如圖3和圖4所示。

從圖3來看，在3種不同密度下的沙柳纖維材料具有不同的吸聲系數與降噪系數。從整體來看，當密度變大時，沙柳纖維板的吸聲性能有所增加。當密度為0.3g/cm3、0.6g/cm3、0.8g/cm3時，沙柳纖維板的平均吸聲系數是0.38、0.48、0.49，而最大吸聲系數是0.52、0.6、0.7。從圖4來看，當密度增大時，沙柳纖維板的吸聲系數與降噪系數都會增大，其中在密度為0.8g/cm3時，沙柳纖維板的吸聲降噪系數是最大的。

3.3 纖維細度對沙柳纖維板吸聲降噪性能的影響

纖維細度會對沙柳纖維板的吸聲降噪性能產生一定的影響。若想得到不同細度的沙柳纖維就需要對粉碎機進行調節，并利用束纖維定長稱重法明確纖維細度。并在含水率為0%、厚度為1.5cm以及密度為0.8g/cm3的情況下分析細度對沙柳纖維板吸聲降噪性能的影響，具體結果如圖5和圖6所示。

在厚度與容重相同的情況下，細沙柳纖維制成的沙柳纖維板具有更多的纖維數量，所以沙柳纖維板的界面與細微空隙也會更多，這就可以提高沙柳纖維板的吸聲性能[4]。從圖5來看，在頻率相同的情況下，纖維細度小的沙柳纖維板擁有更好的吸聲系數。而從圖6來看，當纖維細度下降時，沙柳纖維板的吸聲系數和降噪系數會下降。

3.4 厚度對沙柳纖維板吸聲降噪性能的影響

根據實驗結果來看，當厚度增加時，沙柳纖維板的吸聲系數會有所提高，而厚度對低頻段吸聲系數的影響較為明顯，當厚度不斷增大時，沙柳纖維板的吸聲系數會越大。

4 結論

第一，相比于含水率高的沙柳纖維材料，含水率低的沙柳纖維材料具有更高的吸聲降噪系數。第二，纖維細度越大，沙柳纖維材料的吸聲降噪效果就越好。第三，在密度不斷增大的情況下，沙柳纖維材料之間的空隙會變小，聲波入射后聲能損耗更大，也就是說密度越大，沙柳纖維材料的吸聲降噪效果越好。第四，在低頻段處，厚度越大，沙柳纖維材料的吸聲系數越大，吸聲降噪效果越好。但是在中頻段處，厚度越大，吸聲系數的變化越小，吸聲降噪的效果差別不大，所以不能只依靠加大厚度提高吸聲系數[5]。

若想了解沙柳纖維材料的吸聲降噪性能就應該進行科學實驗，通過實驗分析含水率、纖維細度、密度、厚度等因素對沙柳纖維材料吸聲降噪性能的影響，增強沙柳纖維材料的吸聲降噪性能。

【參考文獻】

【1】趙凱燕，薛振華，劉金煒，等.沙柳纖維材料吸聲降噪性能研究[J].化工新型材料，2019，47（2）：252-255.

【2】劉冬，楚瓏晟，張明杰，等.多孔吸聲型聲屏障降噪效果仿真分析[J].計算機輔助工程，2017，26（4）：14-19.

【3】溫曉丹，李輝芹，張楠，等.紡織材料降噪性能的檢測與評價[J].針織工業，2020（8）：71-75.

【4】王春苑，歐陽金龍.室內吸聲降噪的實驗教學研究[J].實驗科學與技術，2017，15（4）：102-106.

【5】韓望，奧亞茹，王雪琳，等.阻燃型沙柳液化產物/異氰酸酯泡沫聲學性能研究[J].木材加工機械，2019，30（6）：28-31+35.