聚氨酯泡沫塑料作為良好的吸聲、隔音和隔熱材料等被廣泛地應(yīng)用于運(yùn)輸、建筑、包裝以及冷藏等行業(yè)領(lǐng)域，聚氨酯泡沫塑料一般可分為硬質(zhì)、半硬質(zhì)以及軟質(zhì)泡沫塑料等。洛陽(yáng)天江化工新材料有限公司將它們的隔音性能總結(jié)如下：硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料以閉孔為主，具有優(yōu)異的隔音以及隔熱性能;半硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料為半開(kāi)孔、半閉孔結(jié)構(gòu)，具有一定的隔音和吸聲性能;軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料則以開(kāi)孔為主，其隔音性能較差，但具有優(yōu)異的吸聲性能。下面，洛陽(yáng)天江化工的專家主要就制備工藝以及隔音吸聲性能兩方面對(duì)聚氨酯隔音泡沫塑料做出了介紹。
一、聚氨酯隔音泡沫塑料的制備工藝
1、直接成型法
直接成型法的具體操作工序?yàn)椋和ㄟ^(guò)高壓發(fā)泡機(jī)或高速攪拌機(jī)將多元醇、多異氰酸酯以及發(fā)泡劑和催化劑直接注入封閉的模具中(反應(yīng)注射成型)或攪拌5-10s后注入模具中(澆注成型)反應(yīng)發(fā)泡，然后采用冷固化或者逐步加熱固化的方式在1000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌5s后注入模具中，靜置3min后取出，最后在濕度為25.5%的環(huán)境中放置24h，從而制得吸聲性能優(yōu)良的聚氨酯隔音泡沫塑料，這種方法所制得的聚氨酯泡沫塑料具備良好的低頻吸聲性能。
2、復(fù)合法
復(fù)合法是通過(guò)將聚氨酯泡沫塑料與穿孔板、纖維、吸聲棉、混凝土以及沙漿等進(jìn)行復(fù)合來(lái)制備吸聲夾芯復(fù)合材料的一種方法。這種方法的具體操作步驟為：在兩層混凝土輕質(zhì)墻板(或穿孔板、纖維、吸聲棉以及沙漿)之間澆注一層聚氨酯硬泡夾芯層，以此來(lái)獲得吸聲性能良好的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。采用這種方法所制得的復(fù)合隔音材料具有減振隔音、保溫防水、質(zhì)量輕以及比強(qiáng)度高等特點(diǎn)。此外，相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了一種新型的墻體保溫層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新之處在于將聚氨酯硬質(zhì)泡沫作為芯層，然后在底部涂上一層防潮底漆，頂部依次為砂漿層、膠粉聚苯顆粒層、抗裂砂漿復(fù)合耐堿網(wǎng)布、膩?zhàn)雍屯鈮ν苛?，這種新型結(jié)構(gòu)具有保溫、防水、隔音、吸振等多種功能。
3、回收重塑法
回收重塑法是將廢舊的聚氨酯泡沫粉碎成顆粒狀，然后再與短纖維以及新的聚氨酯膠粘劑按照一定的比例混合，之后將混合料液倒入模具中，用蒸汽熱壓成型，最后再經(jīng)過(guò)熟化處理，以此來(lái)獲得吸聲材料的一種方法。通常，這種方法所用到的短纖維為麻纖維、棉纖維、動(dòng)物纖維或合成纖維，膠粘劑為改性異氰酸酯膠粘劑。
二、聚氨酯隔音泡沫塑料的隔音吸聲性能
聚氨酯隔音泡沫塑料的吸聲性能與其密度、厚度、開(kāi)孔率和泡孔的大小及均勻性等有關(guān)，例如，開(kāi)孔型聚氨酯泡沫塑料之所以具備良好的吸聲性能，就是由其獨(dú)特的微孔結(jié)構(gòu)所決定的。
開(kāi)孔型聚氨酯泡沫材料內(nèi)部具有大量孔徑細(xì)小且分布均勻的微孔結(jié)構(gòu)，這些微孔結(jié)構(gòu)在材料內(nèi)部互相連通、彼此貫穿，且微孔均向外敞開(kāi)，與外界相通，從而使得聲波易于進(jìn)入微孔內(nèi)而被材料所吸收，正是由于這類微孔結(jié)構(gòu)的存在，使得開(kāi)孔型聚氨酯泡沫塑料具有了良好的吸聲性能。洛陽(yáng)天江化工的專家對(duì)此做出的解釋為能量的轉(zhuǎn)化(即從聲能到熱能的轉(zhuǎn)化)：當(dāng)聲波入射到開(kāi)孔型聚氨酯泡沫塑料的表面時(shí)，首先，由于聲波產(chǎn)生的振動(dòng)而引起了材料表面的微孔或間隙內(nèi)的空氣發(fā)生運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致空氣與微孔的孔壁之間產(chǎn)生摩擦，同時(shí)產(chǎn)生了粘滯力，從而使得相當(dāng)一部分的聲能轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致聲能衰減、反射聲減弱以達(dá)到吸聲的目的;其次，由于空氣在絕熱收縮中升溫，在絕熱膨脹中降溫這一特性導(dǎo)致其發(fā)生了熱傳導(dǎo)作用而使聲能衰減，且微孔中的空氣和孔壁與纖維之間不斷發(fā)生熱交換所引起的熱損失，也使得聲能進(jìn)一步衰減。
此外，由于聚氨酯泡沫塑料屬于高分子材料，其分子鏈段較長(zhǎng)，從而極易發(fā)生卷曲和相互纏結(jié)，當(dāng)受到聲波振動(dòng)時(shí)，這些互相纏結(jié)的分子鏈段通過(guò)主鏈中單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)而不斷改變自身的分子構(gòu)象，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)滑移以解開(kāi)纏結(jié)而產(chǎn)生了內(nèi)摩擦(即由于“筋絡(luò)”的振動(dòng)和變形產(chǎn)生了能量的附加損耗)，從而將外加的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮懿⑸⒁?，這一過(guò)程也損耗了一部分能量，從而使得材料具有了更好的吸聲性能。
此外，洛陽(yáng)天江化工的專家還給出了增強(qiáng)聚氨酯材料隔音吸聲性能的方法，即根據(jù)共振吸聲原理，將復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu)中的聚氨酯泡沫芯材制成狹縫尖劈的形狀，這一方法有效地調(diào)節(jié)了復(fù)合材料的吸聲頻率特性，從而提高了材料的平均吸聲系數(shù)，使得材料具備了更好的隔音吸聲性能。
在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的聚氨酯市場(chǎng)在，聚氨酯隔音吸聲泡沫塑料仍舊處于應(yīng)用研究的初始階段，尚未形成較為系統(tǒng)的方法和理論，除此之外，對(duì)其吸聲機(jī)理以及吸聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究也才剛剛起步。但不可否認(rèn)的一點(diǎn)是，隨著理論研究的不斷深入以及吸聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的逐步完善，聚氨酯隔音泡沫塑料的應(yīng)用范圍必將不斷拓寬。
