صدا به عنوان رایج ترین مسئله کاری در سراسر جهان و رایج ترین عامل مضر فیزیکی در محیط کار در نظر گرفته می شود، که در جامعه امروزی عمدتا از ماشین آلات، خودروها، لوازم خانگی و مواردی از این قبیل نشات میگیرد. قرار گرفتن بیش از حد، در معرض سر و صدا یک نگرانی عمومی عمده است که توانایی برطرف نمودن آن، روش های ویژه خود را دارد.
از جمله راه حل های کلیدی برای کاهش آلودگی صوتی، میتوان به بهبود کارایی جذب صدا با بهینهسازی ساختار منافذ اشاره کرد. بنابراین، هدف اصلی حذف صدا، ایجاد ماده ای با سطح جذب گسترده و تأثیر عایق برای فرکانس منبع صوت است که در همین راستا از موادی همچون ذرات متخلخل، فوم، فیبر و مواد کامپوزیتی استفاده می شود. فوم های کاهش دهنده صدا به دلیل جرم حجمی کم و نسبت سطح به حجم بالا به طور منظم از ساختار متخلخل تشکیل می شوند. فوم های آکوستیک عمدتا از دو نوع فوم فلزی و پلیمری تشکیل شدهاند.
فوم های فلزی
فوم های فلزی یکی از انواع فوم های متخلخل هستند که به دلیل تخلخل آن به عنوان یک کاهنده صدا با کارایی بالا عمل می کنند. فوم های فلزی به دلیل قابلیت های چندمنظوره ای مانند حفاظت در برابر آتش، پایداری شیمیایی و جذب صوت در عین سبک بودن و استحکام بالا، توجه بسیاری را به خود جلب کرده اند اما به خاطر مسائل اقتصادی و عدم سهولت در نصب و استفاده مورد استقبال قرار نمیگیرند.
فومهای پلیمری
فوم های پلیمری به دلیل خاصیت جذب انرژی عالی، هدایت حرارتی کم، مقرون به صرفه بودن و عملکرد عایق صدا و استحکام ویژه بالا در مقایسه با مواد پلاستیکی معمولی بسیار پر کاربرد و منحصر به فرد هستند. از مرسوم ترین فوم های پلیمری عایق صوت می توان به فوم های بر پایه پلی ایمید، پلی الفین، پلی متیل متاکریلات و پلی یورتان اشاره کرد که در این بین عملکرد عایق صوت فوم های پلی یورتان نسبت به سایر فوم ها بسیار چشمگیرتر است.
جدول 1: رفتار جذب صدای انواع فوم های پلیمری
فوم پلیمری | دانسیته (kg/m3) | جذب صوت (%) |
پلی ایمید | 7.9 | 63 |
پلی متیل متاکریلات | 411 | 20.4 |
پلی یورتان | 43.4 | 98 |
پلی الفین | 33.2 | 70 |
فوم پلی یورتان عایق صوت
فوم های پلیمری از جمله پلی یورتان با توجه به عملکرد فوق العاده ای که در جذب صوت دارند، به عنوان جاذب صوت برای سروصدا و جلوگیری از آلودگی صوتی استفاده می شوند. پلی یورتان ها، قابلیت تبدیل انرژی مکانیکی به گرما را دارند.
صرف نظر از انتشار موج صوتی در یک ساختار متخلخل، سازوکارهای متفاوتی برای میرایی انرژی صوتی وجود دارد. تغییر شکل ساختار جامد و حفره ها به وسیله برخورد موج صوتی با دیواره سلول، اصطکاک میان زنجیره های پلیمر و اصطکاک بین مولکول های هوا در سلول ها که عمدتا به صورت باز و بسته هستند (نیمه سلول باز/بسته) به اتلاف انرژی به صورت گرما منجر می شود. بهترین استراتژی برای بهبود خواص میرایی صوت و دور زدن اثرات نامطلوب، اضافهکردن پرکننده ها (اغلب در مقیاس نانو) به منظور دستکاری ساختار منافذ و تغییر اندازه سلول ها جهت ایجاد مسیرهای پرپیچ و خم برای بازتاب و جذب بیشتر امواج صوتی است.
جمع بندی
فوم های پلی یورتان با توجه به عملکرد فوق العاده ای که در جذب صوت دارند، به عنوان جاذب صوت برای سروصدا و جلوگیری از آلودگی صوتی استفاده می شوند. موج صوتی پس از انتشار با دیواره سلول های فوم پلی یورتان که عمدتا به صورت باز و بسته هستند (نیمه سلول باز/بسته)، اصطکاک میان زنجیره های پلیمر و اصطکاک بین مولکول های هوا در سلول ها ایجاد می شود و در نهایت به اتلاف انرژی به صورت گرما منجر می شود. فوم های پلی یورتان در مقایسه با سایر فوم های پلیمری مرسوم از جمله فوم های بر پایه پلی ایمید، پلی الفین، پلی متیل متاکریلات عملکرد عایق صوت چشمگیرتری را از خود به نمایش گذاشته است.
مطالعه بیشتر: فوم پلی یورتان مورد استفاده بعنوان عایق صوت (بخش اول)
منابع
- Lee, Shau-Tarng, Chul B. Park, and Natarajan S. Ramesh. Polymeric foams: science and technology. CRC press, 2006.
- Rastegar, Niloofar, et al. “Sound-absorbing porous materials: a review on polyurethane-based foams.” Iranian Polymer Journal (2022): 1-23.
- Abbaszadeh, Mohammad Amin, and Amir Ershad-Langroudi. “Effect of Nanoparticles on Acoustics Properties of Polyurethane Foam.” Basparesh 11.3 (2021): 14-21.
بدون دیدگاه