纺织材料的吸声隔声原理

徐智泉

（南阳师范学院 河南 南阳 473000）

1 引言

现阶段，噪音污染问题逐渐严重，已成为国家四大环境污染之一，噪音污染会让人无法集中精神、心情烦躁，严重的情况下甚至会引发心血管类疾病，威胁人们的生命健康，因此降低噪音污染是现阶段的重要任务[1]。而纺织材料因为本身具有着疏松、透气、柔软、多孔等优良性质，经常被用来制作吸音隔声材料，但是还需要进一步对纺织材料进行了解，从而让纺织材料的隔音吸音作用发挥到极致。

2 纺织材料的吸声隔声性能测试

2.1 试验材料和原理

本文选择包括了天然纤维、无机纤维、合成纤维、以及纱线织物等纺织材作为主要的实验对象，并且将这些试验材料都进行了开松梳理，以此保证纤维材料状态平直，结构松散、纤维之间孔隙相对均匀，只有如此，才能保证测量结果的准确性。这种试验所利用的原理是：当声音在介质中传播时，会有一部分声能被材料所吸收，而另一部分的声能就会被材料反射，此外，还会剩下一部分继续向外传播。如果吸收材料的性能较优，那么入射声能的反射就会相对减小，剩下的部分声能被材料吸收后就会继续传播[2]。也正是因为这种吸收原理，在实验过程中要将反射和吸收的声能进行综合考虑，通过具体测量在试样摆放前后的声能大小，计算出相应的衰减率，最后通过对比比较得出，不同材料结构的参数和吸声隔声的效果关系。本次试验的使用设备包括：噪声播放器、声源接收器以及试样装载。在完成了全部试验过程后，在对试验中收集到的相关信号数据进行统计分析。

2.2 测试的具体内容

测试内容可以分成六个部分，具体内容如下：

第一，对不同种类的纤维和纱线的吸声隔声效果比较；第二，判断棉纤维材料厚度和吸声隔声效果的关系；第三，判断棉纤维材料体积质量和吸声隔声效果的关系；第四，不同噪声源下棉纤维材料的吸声效果；第五，棉纤维、纱线、机织物这三种材料的吸声隔声效果比较；第六，泡沫和纤维这种量材料的吸声隔声效果比较。

2.3 结果的比较分析

通过上述试验后，发现涤纶和竹浆纤维的衰减率最大，分别为：21.52%和21.77%；而玻璃和玄武岩纤维的衰减率最小，分别为：2.95%和5.77%，以上则是不同种类纤维材料的吸声隔声效果，而不同种类纱线的衰减率中，只有棉纱的衰减率达到了28.45%，其中竹浆纱、涤纶长丝和玻璃长丝的衰减率较为平均，在6%～9%之间[3]。由此可知，棉纤维、涤纶纤维、竹浆纤维和芳砜纶纤维的吸声效果较好，而玻璃纤维的吸声效果最差，这是因为玻璃纤维和玄武岩纤维为无机纤维，且体积较大，造成吸声效果不好，但是这不能够判断，无机纤维的吸声效果一定不如天然纤维和化学纤维。但是试验结果表明，在其他条件相同的情况下，不同材料的衰减率是不同的，材料是影响吸声效果的因素，其中材料的厚度、材料的体积质量以及不同的声源都会对吸声隔声效果造成影响，包括将两种材料进行复合后，也会对吸声隔声效果产生影响。

3 纺织材料的吸声隔声性能原理

3.1 吸声原理和隔声原理

纺织材料吸声的原理是利用吸声材料本身拥有的大量空隙和孔隙之间的连通性，当声波撞击到材料表面后，能量有一定的损失，从而有效降低室内声压级的方法。而隔声是通过材料将噪声源和接受者进行分开或者隔离，来阻断空气声的传播，进而达到降噪的根本目的。而这种分开或者隔离，是依靠隔声材料完成的，是在声波传播的过程中，利用材料中的介质对声音的反射和吸收，抑制声音的穿透。利用隔声量和吸声系数，衡量材料的隔声效果和吸声效果，在实际应用中，吸声系数的大小通常与声波的入射条件、频率和该吸声材料的原料组织结构参数等方面有关，而隔声量和声波频率之间有着密切的联系[4]。但是一般吸声性能较好的纺织材料，在反射能力上相对较差，而隔音效果较好的纺织材料，在吸声性能上相对较差由此可知，纺织材料的选择直接决定着吸声隔声的具体效果。比如，羊毛毡和玻璃棉等都可以作为吸音材料。

3.2 影响吸声性能的因素

在纺织材料中，还存在一些非织造的纤维材料，这些纤维材料在种类、密度、孔隙率等都会对吸声性能产生影响。以材料体积质量为例，在一定的体积下，随纤维质量的增加，吸声效果增强，而在体积质量到达一定的位置时，材料的吸声效果会达到最大，但是如果继续增加材料的体积质量，材料的吸声效果就会直接下降，因此可知吸声材料的应用存在一个最佳的体积质量[5]。此外，影响材料吸声的因素，还会受到纤维的形状、以及设置的空气层等因素，而且声波的频率和能量的不同，也会对吸声效果造成影响。随着材料的发展，一些金属纤维作为新型吸声材料出现，这些金属纤维材料比传统纤维材料的性能较优，其中强度较高、防火防潮、抗氧化等性能。现阶段金属纤维吸声材料有：铝纤维、不锈钢纤维、铜纤维、钛纤维。

3.3 影响隔声性能的因素

在影响纺织材料隔声的因素中，主要是因为纺织材料的原料、密实程度、厚度以及组织结构和表面声阻抗。以厚度为例，在上述试验中发现，纺织材料衰减率的增加和材料厚度之间有着正比例关系，随着材料厚度的增加，材料的衰减率也在曲折上升，材料吸声效果会随着厚度的增加而增加[6]。常见的情况下，表面坚硬光滑、结构紧密厚实的纺织材料的吸声性能较差，但是因为这种材料本身的反射性能上相对较强，因此隔声效果相对较好，因此可以用作隔声材料，其中最具有代表性的就是在公路两旁的隔音板，制作隔音板的隔音材料选择的就是表面坚硬光滑、结构紧密厚实。利用这种隔音板能够有效隔绝汽车噪音，避免给周围的居民造成骚扰，此外，这种隔音材料也常见于建筑房屋中，以此提高房屋的隔音性。

4 结语

综上所述，纺织材料能够应用于多种不同的吸音隔音材料制作中，但是因为国家缺少对纺织材料吸音隔音性能的研究，因此现阶段常见的降低噪音的方法依然使用着较为传统的纺织材料。在实际生活中，纺织材料在吸音隔音方面具有很大的优势，通过研究发现，将纺织品和其他复合材料共同使用后，能够更好的应用在建筑、军事、民航等多个方面，继而创新发展形成新型的纺织材料。

[1]彭敏，赵晓明.纺织材料的吸声隔声机理及研究进展[J].成都纺织高等专科学校学报，2016，33(4)：173-177.

[2]倪昭玉，万明，王瑄，等.纺织材料吸声性能研究[J].棉纺织技术，2016，44(3)：1-4.

[3]范晓丹，李辉芹，巩继贤.纺织材料吸声性能测试与评价[J].纺织科技进展，2017(10)：33-36.

[4]贺佳琪，马嘉康，卢士航，等.玻璃纤维和聚酯纤维材料的隔声吸声效果实验及分析[J].教育现代化：电子版，2015(21)：3-5.

[5]黄磊.吸声材料与隔声材料在空调降噪中的应用[J].2017.

[6]栾巧丽，邱华，成钢，等.纤维吸声材料的研究进展[J].化工新型材料，2017(7)：7-8.