【摘要】：水聲吸聲材料是一類重要的海洋特種功能材料,在船舶工程領(lǐng)域有著不可替代的重要應(yīng)用。聚氨酯(Polyurethane)彈性體材料具有優(yōu)異的耐環(huán)境性和較高的阻尼性能,有望應(yīng)用于新型水聲吸聲材料領(lǐng)域。聚氨酯鏈段化學(xué)結(jié)構(gòu)的高度可設(shè)計(jì)性,可以通過對(duì)異氰酸酯、多元醇、擴(kuò)鏈劑以及交聯(lián)劑等核心組分種類和含量的調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)其材料性能的精確調(diào)控。但聚氨酯彈性體的水聲吸聲性能因其應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性,其與聚氨酯化學(xué)結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在聯(lián)系規(guī)律方面的研究尚不多見。因此,本論文以聚氨酯鏈段化學(xué)結(jié)構(gòu)為切入點(diǎn),系統(tǒng)研究聚氨酯異氰酸酯、多元醇、擴(kuò)鏈劑以及交聯(lián)密度等核心組分對(duì)于所制備的彈性體材料水聲吸聲性能的影響因素,為聚氨酯材料在水聲吸聲材料領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論上的支持,具體研究內(nèi)容如下:通過選取不同分子結(jié)構(gòu)的二異氰酸酯的同分異構(gòu)體,以及骨架基團(tuán)不同的二異氰酸酯制備聚氨酯彈性體,探究二異氰酸酯的種類、空間構(gòu)型等分子結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)聚氨酯彈性體水聲吸聲性能的影響規(guī)律,研究結(jié)果表明:壓力為0.1 MPa時(shí),異氰酸酯結(jié)構(gòu)越不規(guī)整,所制備的聚氨酯彈性體的阻尼性能和水聲吸聲性能越好,但是材料的力學(xué)性能和耐海水性能會(huì)變差;異氰酸酯的苯環(huán)的個(gè)數(shù)增加以及異氰酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)稱性增強(qiáng),都會(huì)使制得的材料有著優(yōu)異的力學(xué)性能,但水聲性能會(huì)變差。通過選擇長鏈、短鏈以及支化鏈段的擴(kuò)鏈劑和改變交聯(lián)密度來制備聚氨酯彈性體,探究聚氨酯彈性體的擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)密度對(duì)水聲吸聲性能的影響規(guī)律,研究結(jié)果表明:壓力為0.1 MPa時(shí),擴(kuò)鏈劑的長度以及擴(kuò)鏈劑的支鏈程度的變化,對(duì)水聲吸聲性能影響較小;交聯(lián)密度的變化,僅帶來材料的力學(xué)性能發(fā)生變化,對(duì)水聲吸聲性能影響較小。通過選擇不同種類、不同分子量的多元醇制備聚氨酯彈性體,探究多元醇的結(jié)構(gòu)對(duì)聚氨酯彈性體水聲吸聲性能的影響規(guī)律,研究結(jié)果表明:在0.1 MPa時(shí),同種化學(xué)結(jié)構(gòu)多元醇的分子量越低,水聲吸聲性能以及力學(xué)性能等越好;當(dāng)多元醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí),如PPG-PU、PBA-PU、PTMG-PU以及HLBH-PU,它們的吸聲性能變化不明顯,但是PBA-PU、PTMG-PU以及HLBH-PU由于其優(yōu)越的力學(xué)性能,使其能在3 MPa條件下仍能保持相對(duì)較好的聲腔結(jié)構(gòu),從而使得高壓低頻的時(shí)候仍可以保持較高的吸聲性能。
【圖文】：

圖 1.2 聚氨酯在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用及所占比例在復(fù)合材料方面應(yīng)用情況合材料具有成本低、密度低、不溶于水、耐磨耐蝕、沖擊強(qiáng)、形狀記憶等顯著的應(yīng)用性能[5,10,11,14-16]。在制備過程中，

其通過介質(zhì)以橫波和縱波的方式進(jìn)行傳播，橫波與縱波如圖1.3 所示。聲波傳播方向 聲波傳播方向圖 1.3 縱波與橫波傳播示意圖：左邊圖為縱波示意圖，右邊圖為橫波示意圖注：νm代表聲波振動(dòng)方向聚氨酯的物理性能是通過分子運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)出來的，，只有了解了聚氨酯的結(jié)構(gòu)，才能知道聚氨酯和聲波是怎么聯(lián)系起來的，我們通過了解聚氨酯的鏈段結(jié)構(gòu)、聚集結(jié)構(gòu)才能更進(jìn)一步知道聚氨酯分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而解開聚氨酯微結(jié)構(gòu)與水聲吸聲性能的關(guān)系。聲波在傳播時(shí)，雖然是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的表現(xiàn)，但是聲波其實(shí)可以看成是一種聲音壓力，而其傳播，即為聲壓的傳播，只不過是通過質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)傳遞能量。所以不同能量的聲波的傳播，其實(shí)是質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)傳播時(shí)引起的不同尺寸的分子運(yùn)動(dòng)[71]。當(dāng)聲波作用到聚氨酯表面時(shí)，會(huì)使聚氨酯的鏈段跟著一起運(yùn)動(dòng)起來，而由于聚氨酯有彈性的原因，此時(shí)在振動(dòng)的作用下會(huì)發(fā)生剪切形變，這樣會(huì)使原路線的聲波在傳播的時(shí)候傳播方向發(fā)生一定偏差，所以聲波在一些彈性體材料中傳播時(shí)，由于發(fā)生了切變彈力，會(huì)使傳播的波有縱波的同時(shí)還有部分橫波。聲波在固體、液體、氣體之間的速度大小為固體>液體>氣體，常見各種物質(zhì)中聲速如下表（1.1）所示[72]
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB34;TQ334.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐穎;李珊;王常力;羅璐;侯宏;;不銹鋼纖維多孔材料吸聲性能的研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

2 梁麗娟;龍海如;;經(jīng)編間隔織物的吸聲性能研究[J];東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年05期

3 任恩揚(yáng);;絲棉吸聲性能的理論研究[J];昆明工學(xué)院學(xué)報(bào);1988年01期

4 劉延昌;粉末冶金多孔鈦板的吸聲性能的研究[J];稀有金屬材料與工程;1989年05期

5 呂如榆;喬五之;孫義衛(wèi);;多孔共振復(fù)合磚吸聲性能的分析[J];北京輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1989年02期

6 王利群;楊士林;余賦生;王國勤;;聚氨酯泡沫塑料吸聲性能的研究[J];聚氨酯工業(yè);1989年03期

7 曹書豪;張力;段可;翁杰;金學(xué)松;;聚丙烯纖維及與聚氨酯復(fù)合材料吸聲性能研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年05期

8 王軍鋒;彭立民;傅峰;張耀麗;王東;;木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的制備工藝及其吸聲性能[J];木材工業(yè);2013年06期

9 湯慧萍;朱紀(jì)磊;王建永;葛淵;李程;邸小波;;不銹鋼纖維多孔材料的吸聲性能[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2007年12期

10 張永鋒,馬玲俊,崔昭霞;泡沫鎳吸聲性能的研究[J];噪聲與振動(dòng)控制;2001年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 陳衛(wèi)華;陳天寧;王小鵬;薛昌意;;變參數(shù)溫度場(chǎng)下多孔金屬材料吸聲性能的試驗(yàn)研究[A];第十屆全國振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2011）上冊(cè)[C];2011年

2 馬黎黎;王仁乾;;含散射粒子的復(fù)合材料吸聲性能研究[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2002年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

3 馬黎黎;王仁乾;;含散射粒子的復(fù)合材料低頻吸聲性能的研究[A];2004年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

4 楊雪;王源升;余紅偉;;高分子材料吸聲性能優(yōu)化[A];2007年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2007年

5 王仁乾;馬黎黎;;消聲瓦的吸聲材料和結(jié)構(gòu)對(duì)吸聲性能影響的評(píng)估[A];2004年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

6 鐘海彬;包斌;谷穎宏;;基于局域共振機(jī)理的水聲材料低頻吸聲性能分析[A];第十六屆船舶水下噪聲學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2017年

7 王仁乾;馬黎黎;;含微粒的復(fù)合材料低頻吸聲性能的研究[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2006年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

8 翟彤;周成飛;郭建梅;曹巍;曾心苗;;聚氨酯泡沫材料的多層復(fù)合及其吸聲性能研究[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（10）[C];2007年

9 王清華;李效東;劉宏宇;楊盛良;孟憲林;張海永;;聚氨酯涂層的水下吸聲性能研究[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（10）[C];2007年

10 蔡澤農(nóng);蓋曉玲;李賢徽;邢拓;王芳;;組織點(diǎn)飛數(shù)對(duì)機(jī)織物吸聲性能影響研究[A];2018年全國聲學(xué)大會(huì)論文集 I噪聲與振動(dòng)控制[C];2018年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 ;礦棉裝飾吸聲板的吸聲性能[N];廣東建設(shè)報(bào);2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 侯清泉;木質(zhì)穿孔板結(jié)構(gòu)的吸聲性能及模擬仿真研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2012年

2 王永華;多級(jí)仿生耦合材料吸聲性能及機(jī)理研究[D];吉林大學(xué);2014年

3 林汪林;材料吸聲性能的自由場(chǎng)測(cè)量方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2017年

4 郭創(chuàng)奇;聚氨酯基復(fù)合材料的阻尼及水聲吸聲性能研究[D];上海交通大學(xué);2007年

5 孫朋;鋼渣多孔吸聲材料的制備及吸聲性能研究[D];北京科技大學(xué);2016年

6 楊樹;纖維集合體的結(jié)構(gòu)特征及其吸聲性能研究[D];東華大學(xué);2011年

7 沈岳;活性炭纖維材料吸聲特性研究[D];江南大學(xué);2015年

8 周曉鷗;紡織用廢橡膠基阻尼減振吸聲復(fù)合材料的制備與研究[D];東華大學(xué);2016年

9 王清華;高分子水聲吸聲材料的基礎(chǔ)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

10 陳文炯;多孔吸聲材料孔結(jié)構(gòu)與阻尼材料布局優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊振;基于壓電效應(yīng)的多層發(fā)泡復(fù)合材料的制備及吸聲性能研究[D];武漢工程大學(xué);2018年

2 田文昊;內(nèi)置聲阻尼的蜂窩夾層復(fù)合結(jié)構(gòu)吸聲性能分析[D];南昌航空大學(xué);2019年

3 趙清白;聚氨酯鏈段化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)其彈性體的水聲吸聲性能的影響研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2019年

4 王磊超;助劑用量及料漿溫度對(duì)異氰酸酯基聚酰亞胺泡沫泡孔結(jié)構(gòu)和吸聲性能影響研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2018年

5 張騰;環(huán)保多孔陶粒的合成與吸聲性能研究[D];廣西科技大學(xué);2018年

6 高冰;改性靜電紡PVA納米纖維氈吸聲性能的探究[D];蘇州大學(xué);2017年

7 楊罡星;磁流變橡膠材料吸聲性能數(shù)值模擬[D];湘潭大學(xué);2017年

8 熊紅蓮;隔聲薄膜褶皺復(fù)合結(jié)構(gòu)吸聲性能研究[D];上海交通大學(xué);2011年

9 胡立晨;柔性針刺非織造材料及其與木質(zhì)材料復(fù)合結(jié)構(gòu)吸聲性能研究[D];東華大學(xué);2010年

10 李海斌;泡沫金屬吸聲性能的研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2009年

本文編號(hào)：2648672