بررسي رفتار جذب صوت و ميزان زبري سطح ديواره هاي سلولي فوم هاي منعطف پلي يورتان

Study of the Sound Absorption Behavior and Cell walls Roughness of Flexible Polyurethane Foams

در اين مطالعه، ارتباط بين جذب صوت و ميزان زبري سطح ديواره‌هاي سلولي فوم‌هاي پلي‌يورتان منعطف بررسي شد. فوم‌هاي پلي‌يورتان با استفاده از متيلن دي‌فنيل دي‌ايزوسيانات، پلي‌استرهاي خطي اشباع آليفاتيك سنتز شده از الكل‌هاي چند عاملي و دي‌اسيد مختلف و مواد افزودني ديگر تهيه شدند. همچنين محتواي آب و شاخص ايزوسيانات آنها به ترتيب بر روي 5 درصد و 110 تنظيم شد. رفتار جذب صوت اين فوم‌ها و ميزان زبري سطح ديواره‌ي سلولي آنها به ترتيب با استفاده از دستگاه تيوپ امپدانس و ميكروسكوپ نيروي اتمي بررسي و خواص فيزيكي فوم‌ها مانند چگالي و محتواي سلول باز نيز اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد كه با افزايش ميزان زبري سطح از 69/58 تا 172/9 نانومتر ناشي از افزايش ميزان جدايش ميكروفازي، عملكرد جذب صوت فوم‌ها تا 43/07% به دليل افزايش ميزان بازتاب، انتشار و جذب امواج صوتي افزايش داشته است؛ به‌طوري‌كه بيشينه ضريب جذب صوت و مساحت زير سطح نمودار جذب صوت به ترتيب به 98/ و 3300 هرتز رسيدند. به اين ترتيب مشخص شد كه فوم-هاي پلي‌يورتان با ميزان زبري سطح در حدود 170-180 نانومتر مي‌تواند به عنوان يك جاذب صوت عمل كند.

The relationship between sound absorption behavior and cell wall roughness of flexible polyurethane foams (FPUFs) was investigated in this article. FPUFs were prepared by methylene diphenyl diisocyanate (MDI), different synthesized linear aliphatic saturated polyesters, and the other ingredients. Water content and isocyanate index of all FPUFs were set to 5% and 110, respectively. Acoustic dampening behavior and cell wall roughness of FPUFs were investigated using an impedance tube device and atomic force microscopy (AFM), respectively. Also, physical properties such as density and open cell content were measured. According to the results, by increasing the cell wall roughness, sound absorption efficiency increased up to 43.07%, maximum sound absorption coefficient (α) reached 0.98 and the area under the sound absorption curve was 3300 Hz due to the increase of the reflection, scattering, and absorption of sound waves. Finally, the results revealed that FPUFs with the roughness of 170-180 nm can be a promising candidate for using as sound insulating materials in various environments.