探析紡織材料的吸聲性能

現代生活水平的提高，人們對紡織材料的性能也隨之提出了新的要求，使用能減噪、降噪的新型紡織材料成為了新生活用品的趨勢。本文就紡織材料的吸聲機理、改良吸聲性能等內容進行了簡單的論述，闡述了改良紡織材料吸聲性能的新方法、新工藝，提出了未來的發展方向。

現代生活水平日益提高，最初人們對紡織材料的需要不單只是保暖、遮光等最基礎的功能，在現代人們的生活中，越來越多新型的功能需求出現于紡織產品市場中。紡織材料是通過紡織機械加工，將微小的纖維轉變為密集化、規整排列、相互作用的產品統一集合體。在產品加工制造的過程中，存在著多級的轉變。近幾年，隨著人們物質文化生活的提高，對生活品質的追求也隨之提升，紡織材料是廣泛分布于人們的生活品中，衣物、窗簾、地毯、汽車內飾、舞臺布景等，室內生活也逐漸追求著吸聲隔音的效果，這對紡織材料的加工制造技術提出了更新更高的要求。

紡織材料的吸聲機理

紡織品材料多為疏松、多孔性結構的吸聲材料，根據其吸聲工作機理可知：當普通聲波入射到材料表面時，在材料表面會產品反射、折射和吸收。當聲波入射到材料表面時，部分被反射，部分被紡織材料中的疏松的纖維組分所吸收，這部分被吸收的能量就相當于出射的聲能量的減少，造成了聲波的衰減也就是我們傳統意義上所認為的吸聲過程。吸聲過程中，聲波所產生的振動會引起材料內部空隙中空氣分子的相關振動，在振動過程中，空氣就相當于阻礙振動運動的媒介，同時在振動過程中亦產生熱能損失，這些能量的損耗都相當于被吸聲了。

如何提高紡織材料的吸聲性能

當前，紡織材料吸聲能力的提高主要從三方面著手：一方面材料本身的選擇，紡織材料的纖維越細小、越蓬松，材料的吸聲性能越好；第二，就生產加工方式進行合理選擇，纖維的加工制造方式的不同，都將對材料的性能造成一定的影響；第三，就不同的材料和生產方式進行復合制造，以提高材料的吸聲性能為主要目的，進行合理的組合配置，這都將獲得性能優良的產品。接下來，我將列舉幾種提高材料吸聲性能的方法：

1.提高材料的厚度

從能量穿透物質的機理來看，材料的厚度愈厚，中間損失的能量也愈多，同時紡織材料中的多孔性纖維組織，將充分吸收入射能量。材料厚度越大，空隙也將越多，吸收的能量也將越多。國內外多名科學家對此進行了實驗求證，經過大量試驗得知，材料的厚度對聲能吸收性能的影響與入射聲波的范圍、聲波波長和織布厚度這兩者之間有著直接的聯系。例如：當入射聲波頻率為1000-3000H z之間時，織物的厚度與吸收的能量間有著正比的關系，二入射頻率在小于1000Hz和大于3000Hz兩區間時，織物厚度與吸收能量間的影響就非常小，甚至沒有影響，所以考慮這一因素時，要預先考慮工作的聲波頻率區間，如在聲波頻率影響區間范圍內，則可使用這一方法。

2.增大織物表面粗糙度

材料表面粗糙度的增大，材料表面可吸聲區域也就增多，聲波會在入射的任意面上產生引起空氣的共振，在空氣質點的振動過程中，部分聲能就轉換為其它形式的能量產生了損失。這一因素在使用中，需要注意考慮織物的原材料材質和大小，聚酯纖維這類非織造布經過表面平整處理后吸聲系數降低；同時當這類非織造布太寬太厚時反而使噪聲倍增，會起到降低吸聲系數的相反作用。

3.適當增大材料表面密度

紡織材料多為多孔性材料，多孔性材料的表面致密度越高，孔隙率越小，低頻聲波的聲阻抗就越大，所以這一方法較適用于低頻聲波中。

4.設置中間夾層阻隔聲波

在多孔材料的背面設置中空層，空腔層中的空氣可成為阻隔聲波傳遞的組合體，一方面將高頻聲波降低為低頻，另一方面，中空層中的空氣質點的運動，將消耗入射聲波的能量，進行有效的吸聲作用。通過實驗驗證，中空層這一方法對聲波的阻隔和吸收有著良好的作用，尤其對低頻入射聲波有著良好的明顯的作用。

通過論述可知，在理論中可以通過增加厚度、增大表面粗糙度、增大表面密度和設置中空層，這都可以適當改善材料的吸收效果，并且通過實驗進行了科學論證和指導。

紡織材料的吸聲性能改良應用實例

在現代生活中，人們普遍需求的是薄、輕的織物，這與前面論述的幾種改良吸聲性能的方法似乎聯系不大，那么對這類材料的吸聲改良又有哪些新型的方法呢？筆者通過研究發現以下幾種適用于薄織物吸聲性能改良的適宜方法：

1.選用特定形狀纖維原材料

傳統的纖維狀材料制備的薄織物吸聲性能不夠優良，目前，在某些高檔轎車的內飾中所使用的織物材料的原材料多為三角形、十字形等異形纖維機構，這類纖維機構內部空隙更大，有利于聲波的深入滲透，在不規則的形狀中空氣分子振動的頻率和時間也將增加，這都可增大吸聲效果。

2.摻加金屬改良性能

在普通的纖維機構中，增加某些聲阻尼大的金屬材料分子，增加慣性負載這有利于增大阻抗聲波的能力，例如：重金屬的金、鉛這類分子就是良好的負載分子。實驗證明，這類方法對高頻聲波有著良好的吸聲作用，不同的含鉛量對復合材料隔聲量影響不同，含鉛量越多，隔聲量越大。

3.新型纖維復合材料

將傳統意義上的織物材料與其它材料進行復合制備，可得到新型的纖維復合材料，例如：玻璃纖維復合材料，這類材料具有薄、輕、透的優良性能，同時還具有較好的隔聲性能，是一種新型的復合纖維材料。

結語

紡織材料的吸聲性能的改良方向可有較多方面，在考慮生產方法時應考慮聲波情況、工作情況等，就未來而言，只有將其與其他材料復合才能滿足人們需要，更好地應用于家居、建筑、軍事、民航、交通等方面，同時又能兼顧成本、性能、環保的各方面要求，研究新型改性紡織纖維和復合纖維的新方法、新工藝必將成為我們今后研究紡織降噪吸聲隔音材料的主要內容。

（作者單位：新疆石河子職業技術學院）