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研究生:莊瑀珺
研究生(外文):Yu-chun Chuang
論文名稱:三明治網眼吸音隔熱PU發泡複合板材製備技術及其特性評估
論文名稱(外文):Fabrication and Properties Evaluation of Sound-absorption/ Thermal-insulation Sandwich Mesh PU Foaming Composite Boards
指導教授:林佳弘林佳弘引用關係
口試委員:林敬文黃振鴻林佳弘
口試日期:2013-07-13
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:纖維與複合材料學系
學門:工程學門
學類:紡織工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:171
中文關鍵詞:PU發泡吸音隔熱三明治網眼布
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由於社會發展快速,在早期有許多工、商業場所與住宅區於興建相互混雜,亦因此產生了許多問題。其中噪音為人們主要所困擾問題之一,因此,如何進行噪音的防制即為一個很重要的研究。
本研究擬使用聚多元醇(Polyol)和二異氰酸二苯甲烷(Isocyanate, MDI)發泡並固化後,形成具有多孔結構之聚氨酯(Polyurethane, PU)發泡。在發泡過程中分別加入不同粒徑大小之蛭石及珍珠石等添加物,其中改變PU發泡密度以及添加物之重量比例製成PU發泡複合板材,檢測樣本之回彈率、抗衝擊、抗穿刺、吸音及熱傳導以評估樣本之各項性能;並以阻燃聚酯(Polyester, PET)纖維製成之阻燃PET基布與不同開孔率之三明治網眼布針軋複合製備成阻燃PET網眼複合基布,以作為PU發泡表面層(Skin)改變PU發泡之表面結構,並檢測樣本之拉伸強力、撕裂強力、頂破強力、吸音係數及LOI值以評估樣本之各項性能。將PU發泡複合板材及阻燃PET網眼複合基布複合製備成阻燃PET三明治網眼吸音隔熱PU發泡複合板材。並進一步針對其進行吸音、熱傳導、以及各項機械性能等進行測試評估以及討論。結合不織布之多孔吸音特性、網眼布開孔對聲波之黏滯流動損耗以及PU發泡對聲波之共振損耗三者不同吸音機制,進而提高中低頻率與高頻率聲波之吸音效果。
本研究之最佳製程參數為PU發泡之聚多元醇和二異氰酸二苯甲烷混合比例1:1,PU發泡板材密度為50 kg/m3、厚度為3cm,小珍珠石重量比例為5 wt%,阻燃PET基布之基重250 g/m2,三明治網眼布開孔率為23 wt%,最佳化樣本在中低頻率聲波為750 Hz時吸音係數可達0.78,而在高頻率聲波達2500 Hz後其吸音係數可達0.9以上。
目錄
作者簡介與誌謝.................................I
中文摘要.....................................II
Abstract...................................IV
目錄........................................VI
圖目錄.......................................XI
表目錄.....................................XVII
第一章緒論....................................1
1.1前言......................................1
1.2噪音及其防制...............................1
1.2.1噪音...................................1
1.2.2噪音防制................................5
1.3建築節能與隔熱............................10
1.3.1建築節能...............................10
1.3.2隔熱材料...............................10
1.4火災預防與阻燃材料.........................12
1.4.1火災危害...............................12
1.4.2阻燃材料................................13
1.5文獻回顧..................................15
1.5.1吸音材料國內外相關之研究情況................15
1.5.2隔熱材料國內外相關之研究情況................20
1.6國內外相關之研究專利........................23
1.7研究動機..................................27
1.8研究目的..................................28
1.9專有名詞解釋...............................29
第二章 研究原理...............................30
2.1 PU發泡原理...............................30
2.2多孔材料吸音原理...........................31
2.3共振吸音原理..............................33
2.4熱傳遞原理[55]............................34
2.5隔熱原理[56]..............................36
第三章 實驗..................................37
3.1實驗流程..................................37
3.1.1阻燃PET複合網眼基布製備與測試..............37
3.1.2 PU發泡複合板材製備與測試..................39
3.1.3三明治網眼吸音隔熱PU發泡複合板材製備與測試....41
3.2實驗材料..................................44
3.2.1阻燃PET纖維.............................44
3.2.2兩液型PU發泡............................44
3.2.3蛭石...................................45
3.2.4珍珠石.................................47
3.2.5三明治網眼布.............................49
3.3實驗參數..................................50
3.4實驗設備及儀器.............................52
3.5測試項目及標準.............................54
3.5.1拉伸斷裂強力試驗.........................54
3.5.2撕裂斷裂強力測試.........................55
3.5.3透氣度試驗..............................56
3.5.4極限氧指數(LOI)試驗......................56
3.5.5熱平板法熱傳導係數試驗....................56
3.5.6雙麥克風法吸音係數試驗.....................57
3.5.7垂直式反撥彈性試樣........................58
3.5.8落重式衝擊測試...........................59
3.5.9定速率抗穿刺測試.........................59
第四章 結果與討論.............................61
4.1阻燃PET複合網眼基布........................61
4.1.1阻燃PET基布之性能........................61
4.1.2阻燃PET複合網眼基布之性能.................72
4.2 PU發泡板材...............................77
4.2.1最小發泡體積密度計算......................77
4.2.2純PU發泡板材表面觀察......................78
4.2.3含添加物之PU發泡複合板材觀察...............79
4.2.4改變PU發泡板材密度對於PU發泡板材吸音係數之影響..84
4.2.5改變密度與添加蛭石V1含量對PU發泡複合板材吸音係數影響.............................85
4.2.6改變密度與蛭石V1含量對PU發泡複合板材回彈率影響...............................90
4.2.7改變密度與蛭石V1含量對PU發泡複合板材落重式衝擊強力影響.............................92
4.2.8改變密度與添加蛭石V1含量對PU發泡複合板材定速率抗穿刺強力影響.............................95
4.2.9改變密度與添加蛭石V1含量對PU發泡複合板材熱傳導係數影響.............................99
4.2.10改變不同種類添加物含量對PU發泡複合板材吸音係數影響.............................101
4.2.11改變不同種類添加物含量對PU發泡複合板材回彈率影響.............................104
4.2.12改變不同種類添加物含量對PU發泡複合板材落重式衝擊強力影響.............................107
4.2.13改變不同種類添加物含量對PU發泡複合板材定速率抗穿刺強力影響.............................109
4.2.14改變不同種類添加物含量對PU發泡複合板材熱傳導係數影響.............................112
4.3阻燃PET網眼複合基布/PU發泡複合板材之基本性能 114
4.3.1改變阻燃PET網眼複合基布對阻燃PET網眼複合基布/PU發泡複合板材之吸音係數.........................118
4.3.2改變阻燃PET網眼複合基布對阻燃PET網眼複合基布/PU發泡複合板材之回彈率..........................121
4.3.3改變阻燃PET網眼複合基布對阻燃PET網眼複合基布/PU發泡複合板材之落重式衝擊強力....................125
4.3.4改變阻燃PET網眼複合基布對阻燃PET網眼複合基布/PU發泡複合板材之定速率抗穿刺強力..................129
4.3.5改變阻燃PET網眼複合基布對阻燃PET網眼複合基布/PU發泡複合板材之熱傳導係數.......................135
4.3.6疊層阻燃PET基布對於阻燃PET網眼複合基布/PU發泡複合板材之吸音係數.............................136
第五章 結論.............................139
第六章 建議.............................143
第七章 參考文獻.............................145
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