一种多孔微球吸音材料的制备方法
【专利摘要】一种多孔微球吸音材料的制备方法，包括步骤：称取聚乳酸颗粒为溶质，以N?N二甲基甲酰胺为溶剂，配制溶液浓度为10wt％?14wt％纺丝溶液；把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌2?4h；称取相对于配置好溶液质量8％?10％的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中；把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌2?4h；控制实验环境温度在20℃?30℃，相对湿度在40％?60％，采用静电纺丝技术得到所需材料。本发明提供了最适宜制备吸音材料的原料配比和实验条件，然后利用静电纺丝技术直接制备新型吸音材料，结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。
【专利说明】
一种多孔微球吸音材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于静电纺领域，尤其涉及一种多孔微球吸音材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来。随着国内生产技术水平特别是重工业水平的不断提高，人们的生活质量得到了很大改善。但是，随之而来的环境问题也日益显现，噪声污染与水污染，大气污染，固体废弃物污染并称为当今社会的四大污染，危害程度之大，不容小视。
[0003]由于声波的传递方式主要包括透射和反射，因此，噪声的防治主要依赖于隔音和吸音两种方式，隔音的目的是降低声波的透射，如隔音板等，而吸音的目的是降低声波的反射，如静音室等。隔音材料往往通过增加材料的面密度和改变材料的结构进行设计。吸音材料往往通过相应的技术手段改变材料的结构等性质使其具有更高的吸音系数。
[0004]然而，传统吸音材料已不能满足许多行业对声学性能调试校正的需求。针对这种情况，新型吸音材料不断被开发、尝试，经过验证，人们发现多孔性吸音材料可以有效的改善其声学性能。静电纺纤维毡是一种粘弹性多孔材料，具有柔性，纤维直径一般在1nm-1Oum之间，纤维间常常具有许多微小的间隙和连续的气孔，小孔孔径远小于声波波长，在声波作用下，纤维的分子链随之产生链段运动，重新构象并有弛预时间，其形变跟不上应力变化，产生滞后效应，于是损耗了大量的能量，使得静电纺纤维毡具有非常优良的防噪吸声功效，因此静电纺纤维毡的优良吸声性能主要由纤维直径及其多孔性对吸声系数的影响决定。而单根静电纺纤维自身的微纳米孔结构使得静电纺纤维毡的多孔性更高，从而制成的吸声材料不仅吸声效果更好，而且质量轻厚度小，能大量应用于制备各种高效吸声材料。
[0005]静电纺多孔纤维毡的优良吸声性能在于静电纺纤维自身的微纳米结构使的静电纺纤维在极薄的厚度下也能达到和普通吸声纤维材料相近的流阻以及吸声效率。特别是静电纺纤维的多孔微球结构可以看做许多亥姆霍兹共振器的组合，能通过共振大幅吸收低频波段的声波能量，并提高吸声带宽。
[0006]因此，有必要提供一种多孔微球吸音材料的制备方法，以适应现有技术的需求。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多孔微球吸音材料的制备方法，该方法是利用静电纺丝法制备吸音材料。
[0008]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0009]—种多孔微球吸音材料的制备方法，其利用静电纺丝法制备，包括步骤:
[0010]S1:称取一定质量的聚乳酸颗粒作为溶质，以N-N 二甲基甲酰胺为溶剂，在烧杯中配制溶液浓度为I Owt % -14wt %纺丝溶液；
[0011 ] S2:把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌2_4h，溶质完全溶解后，溶液澄清透明；
[0012]S3:称取相对于配置好溶液质量8%-10%的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中；
[0013]S4:把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌2_4h，在聚乳酸颗粒和云南白药粉末完全溶解后，溶液呈黄色透明；
[0014]S5:控制实验环境温度在200C-30°C，相对湿度在40%~60% ,采用静电纺丝技术得到所需材料。。
[0015]优选的，在上述多孔微球吸音材料的制备方法中，所述步骤S5中，将添加云南白药粉末的溶液进行静电纺丝具体步骤包括:将配置好的纺丝溶液倒入喷射口内径为0.57mm，容量为1ml的注射器中并将注射器固定在注射栗上，注射器喷射口和实验接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板为金属板，在金属接收板上覆盖一层常规吸声无纺布，常规吸声无纺布为普通针刺无纺布，实验装置检查无误后打开注射栗调节流量，待溶液缓慢流出后打开高压电源并调节电压开始纺丝实验，待在接收板无纺布上形成一层膜后，调低关闭电压装置，在接收板上带膜的无纺布上贴上第二层无纺布，重启电压装置，在第二层膜成型后，调零高压电源并切断电源，然后取下金属接收板上的两层无纺布并在第二层膜上面覆盖第三层无纺布，得到所需要的新型吸音材料。
[0016]优选的，在上述多孔微球吸音材料的制备方法中，所述步骤S5中进行静电纺丝时，接收板和喷丝头之间的距离调节范围为10_15cm。
[0017]优选的，在上述多孔微球吸音材料的制备方法中，所述步骤S5中进行静电纺丝时，电压调节范围为10_20kv。
[0018]优选的，在上述多孔微球吸音材料的制备方法中，所述步骤S5中进行静电纺丝时，流速设定范围为1.0-3ml/h。
[0019]从上述技术方案可以看出，本发明提供了最适宜制备新型吸音材料的原料配比和实验条件，然后利用静电纺丝技术直接制备所需材料，结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本发明多孔微球吸音材料的制备方法制备获得的吸音材料的整体形貌的扫描电镜图；
[0022]图2是本发明多孔微球吸音材料的制备方法制备获得的吸音材料的局部扫描电镜图；
[0023]图3是本发明多孔微球吸音材料的制备方法制备获得的吸音材料在扫描电镜图下的多孔微球；
[0024]图4是亥姆霍兹共振器的结构简图；
[0025]图5是本发明多孔微球吸音材料的制备方法制备获得的吸音材料的结构图。
【具体实施方式】
[0026]本发明公开了一种多孔微球吸音材料的制备方法，该方法是利用静电纺丝法制备吸音材料。
[0027]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]—种利用静电纺丝法制备新型吸音材料的方法，其包括如下步骤:
[0029]S1:称取一定质量的聚乳酸颗粒作为溶质，以N-N 二甲基甲酰胺为溶剂，在烧杯中配制溶液浓度为I Owt % -14wt %纺丝溶液；
[0030]S2:把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌2_4h，溶质完全溶解后，溶液澄清透明；
[0031]S3:称取相对于配置好溶液质量8%-10%的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中；
[0032]S4:把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌2_4h，在聚乳酸颗粒和云南白药粉末完全溶解后，溶液呈黄色透明；
[0033]S5:控制实验环境温度在20 °C-30 °C左右，相对湿度在40%-60%左右。采用静电纺丝技术得到所需材料。
[0034]所述步骤S5中，将添加云南白药粉末的溶液进行静电纺丝具体步骤包括:
[0035]将配置好的纺丝溶液倒入喷射口内径为0.57mm，容量为1ml的注射器中并将注射器固定在注射栗上，注射器喷射口和实验接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板为金属板，在金属接收板上覆盖一层常规吸声无纺布，常规吸声无纺布为普通针刺无纺布，实验装置检查无误后打开注射栗调节流量，待溶液缓慢流出后打开高压电源并调节电压开始纺丝实验，待在接收板无纺布上形成一层膜后，调低关闭电压装置，在接收板上带膜的无纺布上贴上第二层无纺布，重启电压装置，在第二层膜成型后，调零高压电源并切断电源，然后取下金属接收板上的两层无纺布并在第二层膜上面覆盖第三层无纺布，得到所需要的新型吸音材料。
[0036]所述步骤S5中进行静电纺丝时，接收板和喷丝头之间的距离调节范围为10-15cm。
[OO37 ] 所述步骤S5中进行静电纺丝时，电压调节范围为10-20kv。
[0038]所述步骤S5中进行静电纺丝时，流速设定范围为1.0-3ml/h。
[0039]如图1至图5所示，图1是本发明多孔微球吸音材料的制备方法制备获得的吸音材料的整体形貌的扫描电镜图；图2是本发明多孔微球吸音材料的制备方法制备获得的吸音材料的局部扫描电镜图；图3是本发明多孔微球吸音材料的制备方法制备获得的吸音材料在扫描电镜图下的多孔微球；图4是亥姆霍兹共振器的结构简图；图5是本发明多孔微球吸音材料的制备方法制备获得的吸音材料的结构图。其中吸音材料的结构包括金属板1、针织无纺布2以及含有多孔微球的纳米纤维膜3。
[0040]本发明提供了最适宜制备吸音材料的原料配比和实验条件，然后利用静电纺丝技术直接制备新型吸音材料，结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。
[0041]下面将结合几个具体的实施例对本发明的静电纺丝技术制备新型吸音材料的方法进行进一步阐述。
[0042]实施例1
[0043]第一步:称取一定质量的聚乳酸颗粒作为溶质，以N-N二甲基甲酰胺为溶剂，在烧杯中配制溶液浓度为I Owt %纺丝溶液；
[0044]第二步:把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，溶质完全溶解后，溶液澄清透明；
[0045]第三步:称取相对于配置好溶液质量8%的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中；
[0046]第四步:把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，在聚乳酸颗粒和云南白药粉末完全溶解后，溶液呈黄色透明；
[0047]第五步:控制实验环境温度在200C左右，相对湿度在50 %左右。将上面得到的溶液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离调节为15cm，调节纺丝时电压15kv，流速为Iml/h，通过静电纺丝得到所需的新型吸音材料。
[0048]实施例2
[0049]第一步:称取一定质量的聚乳酸颗粒作为溶质，以N-N二甲基甲酰胺为溶剂，在烧杯中配制溶液浓度为12wt %纺丝溶液；
[0050]第二步:把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，溶质完全溶解后，溶液澄清透明；
[0051]第三步:称取相对于配置好溶液质量8%的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中；
[0052]第四步:把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，在聚乳酸颗粒和云南白药粉末完全溶解后，溶液呈黄色透明；
[0053]第五步:控制实验环境温度在200C左右，相对湿度在50 %左右。将上面得到的溶液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离调节为15cm，调节纺丝时电压15kv，流速为Iml/h，通过静电纺丝得到所需的新型吸音材料。
[0054]实施例3
[0055]第一步:称取一定质量的聚乳酸颗粒作为溶质，以N-N二甲基甲酰胺为溶剂，在烧杯中配制溶液浓度为I Owt %纺丝溶液；
[0056]第二步:把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，溶质完全溶解后，溶液澄清透明；
[0057]第三步:称取相对于配置好溶液质量10%的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中；
[0058]第四步:把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，在聚乳酸颗粒和云南白药粉末完全溶解后，溶液呈黄色透明；
[0059]第五步:控制实验环境温度在200C左右，相对湿度在50 %左右。将上面得到的溶液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离调节为15cm，调节纺丝时电压15kv，流速为Iml/h，通过静电纺丝得到所需的新型吸音材料。
[0060]实施例4
[0061]第一步:称取一定质量的聚乳酸颗粒作为溶质，以N-N二甲基甲酰胺为溶剂，在烧杯中配制溶液浓度为I Owt %纺丝溶液；
[0062]第二步:把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，溶质完全溶解后，溶液澄清透明；
[0063]第三步:称取相对于配置好溶液质量8%的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中；
[0064]第四步:把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，在聚乳酸颗粒和云南白药粉末完全溶解后，溶液呈黄色透明；
[0065]第五步:控制实验环境温度在200C左右，相对湿度在50 %左右。将上面得到的溶液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离调节为10cm，调节纺丝时电压15kv，流速为Iml/h，通过静电纺丝得到所需的新型吸音材料。
[0066]实施例5
[0067]第一步:称取一定质量的聚乳酸颗粒作为溶质，以N-N二甲基甲酰胺为溶剂，在烧杯中配制溶液浓度为I Owt %纺丝溶液；
[0068]第二步:把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，溶质完全溶解后，溶液澄清透明；
[0069]第三步:称取相对于配置好溶液质量8%的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中；
[0070]第四步:把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，在聚乳酸颗粒和云南白药粉末完全溶解后，溶液呈黄色透明；
[0071 ]第五步:控制实验环境温度在20 0C左右，相对湿度在50 %左右。将上面得到的溶液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离调节为15cm，调节纺丝时电压20kv，流速为Iml/h，通过静电纺丝得到所需的新型吸音材料。
[0072]实施例6
[0073]第一步:称取一定质量的聚乳酸颗粒作为溶质，以N-N二甲基甲酰胺为溶剂，在烧杯中配制溶液浓度为I Owt %纺丝溶液；
[0074]第二步:把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，溶质完全溶解后，溶液澄清透明；
[0075]第三步:称取相对于配置好溶液质量8%的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中；
[0076]第四步:把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，在聚乳酸颗粒和云南白药粉末完全溶解后，溶液呈黄色透明；
[0077]第五步:控制实验环境温度在200C左右，相对湿度在50 %左右。将上面得到的溶液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离调节为15cm，调节纺丝时电压15kv，流速为3ml/h，通过静电纺丝得到所需的新型吸音材料。
[0078]实施例7
[0079]第一步:称取一定质量的聚乳酸颗粒作为溶质，以N-N二甲基甲酰胺为溶剂，在烧杯中配制溶液浓度为I Owt %纺丝溶液；
[0080]第二步:把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，溶质完全溶解后，溶液澄清透明；
[0081]第三步:称取相对于配置好溶液质量10%的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中；
[0082]第四步:把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，在聚乳酸颗粒和云南白药粉末完全溶解后，溶液呈黄色透明；
[0083]第五步:控制实验环境温度在200C左右，相对湿度在50 %左右。将上面得到的溶液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离调节为15cm，调节纺丝时电压15kv，流速为Iml/h，通过静电纺丝得到所需的新型吸音材料。
[0084]实施例8
[0085]第一步:称取一定质量的聚乳酸颗粒作为溶质，以N-N二甲基甲酰胺为溶剂，在烧杯中配制溶液浓度为12wt %纺丝溶液；
[0086]第二步:把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，溶质完全溶解后，溶液澄清透明；
[0087]第三步:称取相对于配置好溶液质量10%的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中；
[0088]第四步:把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，在聚乳酸颗粒和云南白药粉末完全溶解后，溶液呈黄色透明；
[0089]第五步:控制实验环境温度在200C左右，相对湿度在50 %左右。将上面得到的溶液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离调节为10cm，调节纺丝时电压20kv，流速为2ml/h，通过静电纺丝得到所需的新型吸音材料。
【主权项】
1.一种多孔微球吸音材料的制备方法，其特征在于:其利用静电纺丝法制备，包括步骤: S1:称取一定质量的聚乳酸颗粒作为溶质，以N-N 二甲基甲酰胺为溶剂，在烧杯中配制溶液浓度为I Owt %-14wt%纺丝溶液； S2:把配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌2-4h，溶质完全溶解后，溶液澄清透明； S3:称取相对于配置好溶液质量8%-10%的云南白药粉末分别添加于配制好的纺丝液中； S4:把重新配置好的溶液放在磁力搅拌器上匀速搅拌2-4h，在聚乳酸颗粒和云南白药粉末完全溶解后，溶液呈黄色透明； S5:控制实验环境温度在20°C_30°C，相对湿度在40%-60%，采用静电纺丝技术得到所需材料。2.根据权利要求1所述多孔微球吸音材料的制备方法，其特征在于:所述步骤S5中，将添加云南白药粉末的溶液进行静电纺丝具体步骤包括:将配置好的纺丝溶液倒入喷射口内径为0.57_，容量为1ml的注射器中并将注射器固定在注射栗上，注射器喷射口和实验接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板为金属板，在金属接收板上覆盖一层常规吸声无纺布，常规吸声无纺布为普通针刺无纺布，实验装置检查无误后打开注射栗调节流量，待溶液缓慢流出后打开高压电源并调节电压开始纺丝实验，待在接收板无纺布上形成一层膜后，调低关闭电压装置，在接收板上带膜的无纺布上贴上第二层无纺布，重启电压装置，在第二层膜成型后，调零高压电源并切断电源，然后取下金属接收板上的两层无纺布并在第二层膜上面覆盖第三层无纺布，得到所需要的新型吸音材料。3.根据权利要求1所述多孔微球吸音材料的制备方法，其特征在于:所述步骤S5中进行静电纺丝时，接收板和喷丝头之间的距离调节范围为10-15cm。4.根据权利要求1所述多孔微球吸音材料的制备方法，其特征在于:所述步骤S5中进行静电纺丝时，电压调节范围为10-20kv。5.根据权利要求1所述多孔微球吸音材料的制备方法，其特征在于:所述步骤S5中进行静电纺丝时，流速设定范围为1.0-3ml/h。
【文档编号】D01F1/10GK106087251SQ201610707389
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月23日
【发明人】孙朝阳, 徐岚, 何吉欢, 王萍, 赵江惠, 刘福娟, 张岩
【申请人】苏州大学