聚氨酯泡沫填充聚丙烯蜂窝多功能蜂窝复合材料制备及性能研究
摘要
聚丙烯蜂窝芯材（PPHC）是一种具有密度低、高透光度、耐化学性好、环境友好、
无味无毒、比刚度和比压缩强度高等优质特性的结构材料，在交通运输和建筑领域具
有良好的应用潜力。但PPHC的蜂窝通孔结构也为其带来了声学和隔热方面表现极差
的缺陷，大大限制了PPHC在高速列车、建筑隔板等领域的应用。针对PPHC存在的
问题，本课题依托固定容积法向PPHC中填充具备极佳吸声隔热能力的聚氨酯泡沫
（PUF），同时在发泡成型过程中利用聚氨酯（PU）原位自形成蒙皮或粘接异源蒙皮，
通过PUF弥补PPHC在声学隔热性能方面的不足，制备了兼具优异隔声、吸声、隔热
和机械性能的PUF与PPHC复合材料(PUF/PPHC)。通过固定容积法控制PUF/PPHC
试样的密度，研究了PUF/PPHC试样隔声、吸声、机械以及隔热性能与密度之间的关
系；调节水发泡剂（HO）及表面活性剂（AK8805）的添加量，制备得到了一系列的
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PUF/PPHC蜂窝复合材料。为了进一步研究蒙皮种类对PUF/PPHC蜂窝复合材料的声
学、隔热和机械性能的影响，将异源蒙皮引入PUF/PPHC中，制备得到一系列具有不
同种类蒙皮的PUF/PPHC蜂窝复合材料。
（1）依托固定容积法将PUF填充于PPHC内，并控制其所填充的PUF的密度。
PUF/PPHC-1.5试样具有最好的吸声性能，平均吸声系数（平均α）和降噪系数（NRC）
分别高达0.73和0.58，同时其还具有优良的隔声性能，平均隔声量（AR）达到了27.7
dB，既能够高效地吸收内部噪声又能有效隔绝外部的噪音，并且其导热系数下降至
0.064W/(m·K)，能够隔绝热量的传递。
（2）通过调控HO与AK8805的添加量，能够有效改变PUF/PPHC试样的微观
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孔结构。当PUF/PPHC蜂窝复合材料的HO和AK8805添加量分别为7.2g和18.75g
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时，泡孔尺寸分布范围最广，具有32.4%的开孔率和424μm的平均泡孔尺寸，吸声性
能和隔声性能均达到了最佳，同时具有良好的隔热性能和机械性能。
（3）异源蒙皮可以更大幅度提高PUF/PPHC-NS蜂窝复合材料的吸隔声性能。对
于不同种类蒙皮PUF/PPHC的隔声性能，PVC蒙皮将PUF/PPHC-NPVCS试样的AR
提高了约29.6%。而对于吸声性能，细玻纤蒙皮对PUF/PPHC的吸声性能影响最大，
去除细玻纤蒙皮后的PUF/PPHC-FGFS的平均α下降了约14.2%。
关键词：聚丙烯蜂窝芯材；复合材料；聚氨酯泡沫；蒙皮结构；声学性能
聚氨酯泡沫填充聚丙烯蜂窝多功能蜂窝复合材料制备及性能研究
ABSTRACT
Polypropylenehoneycomb(PPHC)isastructuralmaterialwithlowdensity,highlight
transmittance,goodchemicalresistance,environmentalfriendliness,notoxicity,highspecific
stiffnessandcompressionstrength.Ithasgreatpotentialforapplicationsinthetransportation
andconstructionfields.However,thehoneycombthrough-hole