隔音设计单位

阻尼的频率变化特性
高分子的运动除了与温度有关外，还与外界条件有关。其中频率的影响和温度影响正好相反。在某一温度下，随着频率由低到高，聚合物经历黏流态、橡胶态和玻璃态。同样存在着类似于玻璃化转变和黏流转变的区域，但频率对分子运动的影响与上图给出的温度影响正好相反。当频率较低时，材料完成一个周期的振动时间较长，**过了大分子的松弛时间，链段运动时间比较充裕，能够跟上振动力的变换。因此在所有时间内，链段运动能够与振动力变化保持一致，处于平衡状态。同时分子链之间的局部相互作用（内摩擦）阻止了链段的远程运动，使整条分子链并未出现相对滑动。由于大分子运动与外力变化同步，因此模量变化不大，滞后较小，内耗也较小，材料呈橡胶弹性，处于这一频率范围的力学状态称为橡胶态。随着频率的增加，聚合物的刚性逐渐增大，当频率足够高时，聚合物完成一个周期的振动时间很短，小于大分子的松弛时间。由于时间不充裕，大分子链来不及做构象的调整而振动力的作用已经过去，在所有时间内，分子的运动都无法保持与应力的变化方向保持一致。这时的链段运动已经很小，应变振幅也很小，材料形变很小，表现出很高的刚性，这与温度低时的玻璃态是相似的。从高弹态向玻璃态转变时出现转变区，此时振动频率与大分子的松弛时间接近，出现了大分子的链段运动，应变振幅较大，大分子链段运动跟不上外力的变化，滞后较大，因此材料呈现粘弹性，模量大幅上升，表现出了的变化速率，而损耗因子则随着频率升高而出现一个值。温度和频率可单独影响力学松弛现象，也可以同时影响力学松弛现象。同一个力学松弛现象既可以在较高温度下，在较高频率下观察到；也可以在较低温度下较低频率内观察。只有当温度和振动频率都处于粘弹性阻尼材料的玻璃化转变区时，材料才有可能具有的损耗因子，耗散更多的机械能。一般而言，温度对损耗因子的影响是位的，频率是*二位的。同时如果恒频率下损耗模量的温度跨度大；那么它在恒温度下频率跨度也大。
如前所述，同一高聚物的各力学状态可以在恒定频率下不同温度范围内表现出来，也可以在恒定温度下不同频率范围内表现出来。这种温度与频率的等效关系也可以从不同频率下测得的动态力学温度谱（DMTA Dynamic Mechanical Thermal Analysis）和不同温度下测得的DMTA 频率谱中体现出来。

隔声是声波传播途径中的一种降低噪声方法，它的效果要比吸声降噪明显，所以隔声是获得安静声环境的有效措施。根据声波传播方式的不同，通常把隔声分成两类：一类是空气声隔声；另一类是撞击声隔声，又称固体声隔声。一般把通过空气传播的噪声称为空气声，如飞机噪声、汽车喇叭声以及人们唱歌声等。利用墙、门、窗或屏障等隔离在空气中传播的声音就叫做空气声隔声。建筑因机械振动中通过结构产生和传播而来的噪声，如楼板上行走的脚步声、桌椅的拖动声、小孩蹦跳以及开关门窗时的碰撞声等，称为撞击声，又叫结构声或固体声。利用弹性阻尼材料进行隔振或减振的方法来隔离在结构中传播的撞击噪声就叫做撞击声隔声。
一般说来，建筑隔声构件的表面应该是比较坚硬密实的材料，对于入射其上的声波具有较强的反射，使透射的声波大大减小，从而起到隔声作用。而吸声材料的表面一般是多孔松软的，对入射其上的声波具有较强吸收和透射，使反射的声波大大减小。这是吸声材料和隔声材料的主要区别。
隔声材料如果按照使用场合分类的话，可主要分为建筑用隔声材料、隔声器件以及产品设备内的隔声等。对于空气声建筑隔声材料主要包括墙、门、窗等。这些材料由于主要用于建筑隔声用，它建成后不需要搬动，也不会对重量有较高的要求，因此这类材料一般具有较大的密度和较为经济的成本。而对于产品设备的隔声材料，如乘用车、高速列车、飞机等舱室内隔声材料，需要采用像隔声垫一样的隔声材料。这些材料一般由高分子聚合物构成，由于隔声的质量定理和这些产品的轻量化要求，因此这些隔声垫的密度需要根据实际情况设计。
隔声材料在实际设计和应用时，首先是要求设计噪声频带范围内隔声量尽可能大，结构尽可能轻薄的隔声结构；同时在实际使用中还需要考虑现场密封以及其他组合结构对整体隔声的影响。

声学材料主要包括吸声材料、隔声材料和阻尼材料。在声学材料的使用中，首先需要设计声学材料的频率作用范围与噪声控制对象的噪声频率相吻合，还需要考虑降噪对象中，能够使用声学材料的重量要求、厚度要求、使用温度、湿度、环保、保温/散热、防腐蚀等各种要求。
公司具备大量的声学材料数据库和声学材料声学性能设计能力，可根据客户实际需求，为客户量身设计和研发满足声学、环保、防火以及耐候等多重要求的吸声材料、阻尼材料和隔声材料。

阻尼的温度变化特性
在外力不变的情况下，随着温度从低到高，分子的流动性增加，微观上呈现出不同的分子运动形式，宏观上，聚合物将经历玻璃态、橡胶态和黏流态三种力学状态。下图为聚合物的温度形变曲线。
当温度较低时，分子处于“冻结”状态，几乎不能运动，只有链内原子的键长、键角改变，以及某些侧基、支链和小链节的运动，即只有分子链构型的变化而没有构象的变化，链段运动的松弛时间几乎为无穷大。因此这时的材料，质硬而脆，类似于坚硬的玻璃，故名玻璃态。材料处于玻璃态，不能耗散能量，而将能量作为位能储存起来，外力除去后，储存的能量释放出去，重新返回外界。
随着温度的升高，进入玻璃态和橡胶态（高弹态）之间的过渡区，称玻璃化转变区。玻璃化转变不是热力学的相变而是一个松弛过程，在玻璃化转变区，分子链开始“解冻”。分子的运动空间变大，运动变得活跃起来，出现了链段的运动，这是产生阻尼作用的运动
形式。因为体系的黏度还很大，分子内摩擦力仍然较大，机械能通过分子的内摩擦而转化为热能，因此链段的运动具有不可逆性，除去外力之后，链段无法完全恢复到原来的状态，产生*形变，聚合物表现出黏性行为。外力作用到黏性成分上的那一部分机械能不能返
回外界，转化为热能而被耗散掉，这就是材料的内耗或阻尼。本质上来说，内耗指的是高分子的键角、键长、基团、链节、链段等各运动单元沿力的作用方向取向为克服内摩擦阻力而耗散掉的能力。在这个区域内，聚合物的松弛特性比较显著，分子基团具有一定的自由度，能够大量吸收振动能量。同时在该区域，材料的模量随温度升高而*降低，损耗因子则达到一个较大值，即阻尼峰值，此时所对应的温度称为玻璃化转变温度，通常用Tg来表示，而后损耗因子*下降。玻璃化转变区形变虽然*增加，但高聚物由坚硬的固体变得柔软而有韧性，虽然链段的滑移会*变形，但整个分子链并未滑动，因此材料仍保持宏观完整的形态。通常而言，玻璃化转变区的温度范围就是材料有效阻尼的温度范围。因而玻璃化转变区在阻尼材料研究中非常重要，作为理想的粘弹性阻尼材料应该有较宽的转变区和较高的内耗峰，而且，转变区的温度范围应和材料的工作温度范围一致。
继续升高温度，进入橡胶态，也称高弹态。在橡胶态，分子链的运动更加自由，不断改变其构象，从蜷曲状态变为伸展状态，但仍以链段运动为主，不是整个分子链的运动，未出现分子链的滑移，形变具有可逆性。处于橡胶态的高聚物柔软而有弹性，宏观上变形很大，受较小的力就可以发生很大的形变，外力除去之后分子链又重新恢复到原来的蜷曲状态，形变可恢复，无*变形。
从以上讨论可知，粘弹阻尼材料的阻尼作用主要发生在玻璃化转变区。这是由于只有温度与Tg 重合才能产生的阻尼效果。阻尼作用产生需要两个条件：一是大分子的链段运动，二是分子运动的内摩擦阻力。没有链段的运动，分子运动的内摩擦阻力就无法显示；
有了内摩擦阻尼，分子链段的运动就不能完全恢复，才能产生能量的损耗。在玻璃化转变区，既有较为明显的链段运动，又有较大的分子内摩擦阻尼，这才会出现显著地阻尼作用。因此在设计阻尼材料时，就是调节阻尼材料的玻璃化温度，使其与工作温度吻合。聚合物玻璃化温度是链段开始运动的温度，玻璃化温度与高分子链的柔顺性和分子之间的作用力有关。影响玻璃化温度主要因素有：
1）分子结构的影响。这是影响高聚物玻璃化温度的主要因素。
2）共聚与共混。共聚与共混通常用来调节玻璃化温度，获得所需要的玻璃化温度范围。例如可以由高Tg 的聚合物与低Tg 的聚合物共聚或共混，得到合适的Tg 范围较宽的阻尼材料配方。
3）增塑剂的影响。加入增塑剂会使分子间作用力僐弱，增大分子链段运动的空间，因此玻璃化温度Tg 下降，玻璃化温度转变区变宽，硫化胶的硬度和模量下降。
4）外界条件。外界条件主要包括升温速率、外压力和频率。一般而言，玻璃化温度随着升温速率的增加、受压缩以及频率的升高而增大。

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