ارتباط بین مورفولوژی سلولی و آکوستیک در فوم های نانوکامپوزیت پلی یورتان/سیلیکا : تاثیر نسبت های مختلف نانو سیلیکا در نواحی فرکانس پایین

به دلیل افزایش نگرانی عمومی در مورد آلودگی صوتی و تقاضا برای سبک زندگی بهتر، کاهش سر و صدا امری بسیار مهم است، یکی از روش های ارجح برای کاهش سروصدا ، استفاده از مواد جاذب صوت است . فوم های پلی یورتان دارای جذب صوت مطلوبی بوده و توانایی تبدیل انرژی مکانیکی به گرما و درنتیجه امکان استفاده به عنوان یک جاذب را دارند. خواص نامطلوب پلی یورتان خالص مانند جذب ضعیف انرژی مکانیکی در گستره باریک فرکانسی می تواند از طریق تهیه نانوکامپوزیت های پلیمری بهبود یابد. لذا هدف این مطالعه ، سنتز فوم های نانوکامپوزیت پلی یورتان با بکارگیری نانو ذرات سیلیکا به منظور بهبود خواص اکوستیکی آن می باشد .

در مرحله اول فوم پلی یورتان خالص با استفاده از روش پیش پلیمر سنتز شد ، سپس در مرحله دوم فوم های نانوکامپوزیت با افزودن درصدهای وزنی مختلف از نانوذرات سیلیکا سنتز شدند . به منظور مشاهده مورفولوژی فوم ها، از آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. برای بررسی خواص آکوستیکی ، ضریب جذب صوت (α) فوم های استوانه ای شکل به قطر mm 100 ، ضخامت mm 10 با استفاده از امپدانس تیوب دو میکروفنه در محدوده ی فرکانسی 100تا 1600 هرتز اندازه گیری شد.  

نتایج حاصل از ارزیابی میکروسکوپی نشان داد که مورفولوژی سلول ها با افزودن نانوذرات سیلیکا تغییر کرده و با افزایش مقدار نانوذرات سایز سلولی کاهش یافته است . همچنین نتایج آنالیز آکوستیکی نشان داد که ضریب جذب نانوکامپوزیت ها، با افزایش مقدار نانو سیلیکا افزایش می یابد . برای فوم نانوکامپوزیت حاوی 1/5 % وزنی نانوذرات سیلیکا پیک فرکانسی جذب به سمت فرکانس های پایین کشیده شده است و جذب صوت به بیشینه مقدار خود افزایش یافته است .

در مطالعه حاضر نتایج حاصل نشان داد که جاذب های صوتی بر پایه کامپوزیت پلی یورتان و نانوذرات سیلیکا توانسته سبب بهبود ضریب جذب صوتی گردد بدین صورت که اضافه شدن نانوذرات به فوم خالص منجر به افزایش دانسیته سلولی و کاهش سایز روزنه ها شده است و با افزایش درصد نانوذرات ، افزایش جذب صوت در فوم های نانوکامپوزیت مشاهده گردید.