بررسی خواص آکوستیکی لایه های بی بافت تهیه شده از الیاف استبرق

آلودگی صوتی یکی از مهم ترین مسائلی است که جمعیت جهانی با آن روبرو است. است. توسعه و پیشرفت صنایع، نیاز به کنترل صوت در حوزه های مختلف از جمله ساختمان سازی و حمل و نقل را ملزم میسازد. پیشرفت روشهایی به منظور کنترل صدا، دغدغه ای است که مهندسان و طراحان رشته های مختلف با آن مواجهند. تنوعی از مواد با ساختارهای متفاوت که به عنوان جاذب صوت مورد استفاده قرار میگیرند، در دسترس میباشند. هدف از این تحقیق، معرفی ساختار لیفی جدیدی است که متشکل از الیاف استبرق با خواص منحصر به فرد میباشد. استبرق نوعی لیف طبیعی توخالی است که به طور وسیع در ایران رشد میکند. ساختار توخالی منحصر به فرد استبرق، این لیف را برای کاربردهای مرتبط با جذب صوت، مناسب میسازد. به واسطه ی عدم فرخوردگی الیاف استبرق، تولید لایه های لیفی کارد شده حاصل از این الیاف کاری غیرممکن است. بنابراین به منظور ساده تر کردن شرایط تولید لایه های بی بافت حاصل از الیاف استبرق، از مخلوط این الیاف با الیاف پلی پروپیلن استفاده می شود. در این تحقیق، پنج مخلوط الیافی متفاوت تهیه شدند که شامل 100%، 75%، 50%، 25% الیاف استبرق و 100% الیاف پلی پروپیلن بودند. لایه های بی بافت، توسط ماشین کاردینگ آزمایشگاهی و در سه وزن مختلف تهیه گردیدند. لایه-های کارد شده بر روی یک ماشین سوزن زنی آزمایشگاهی و با پنج تراکم سوزن زنی مختلف، تحت عملیات سوزن زنی قرار گرفتند. در مجموع، 75 نمونه آزمایش سوزن زنی شده آماده شد. خاصیت جذب صوت نمونه ها با استفاده از دستگاه اندازه گیری ضریب صوت و در پنج فرکانس متفاوت ارزیابی شد. در این تحقیق از روش لوله امپدانس مجهز به یک میکروفون متحرک استفاده شد. نتایج نشان داد که ضریب جذب صوت نمونه ها به عوامل مختلفی بستگی دارد؛ از جمله درصد الیاف استبرق در مخلوط، جرم واحد سطح نمونه ها، فرکانس و مقدار تراکم سوزن زنی که در حین عملیات کاردینگ به نمونه ها اعمال شد. با استفاده از نتایج می توان دریافت که قابلیت جذب صوت، با افزایش درصد الیاف استبرق در مخلوط افزایش می یابد. این امر ناشی از این حقیقت می باشد که با افزایش سهم الیاف استبرق در مخلوط، حفره های موجود در ساختار لایه افزایش می یابد. علی رغم آسیبهای بیش از حد وارد شده بر الیاف، افزایش مقادیر تراکم سوزن زنی بر لایه های بی بافت موجب بهبود خواص جذب صوت نمونه ها خواهد شد. افزایش تراکم سوزن زنی موجب درگیری بیش تر در الیاف می شود. این پدیده موجب کاهش ابعاد حفره ها و هم چنین افزایش مقاومت اصطکاکی لایه میشود. هر چند باید به این نکته اشاره کرد که به دلیل ظرافت الیاف استبرق ، نمی توان مقادیر تراکم سوزن زنی را بیش از حد افزایش داد. نتایج همچنین نشان دادند که ضریب جذب صوت نمونه ها با افزایش جرم واحد سطح لایه، افزایش می یابد. همچنین می توان نتیجه گرفت که نمونه ها در فرکانس 1000 هرتز رفتار آکوستیک بهتری را از خود نشان می دهند. یک مدل رگرسیون خطی برای پیش بینی رفتار جذب صوت لایه های بی بافت سوزن زنی شده حاصل از الیاف استبرق بکار گرفته شد. ضریب انطباق 758/0 مابین مقادیر پیش بینی شده و مشاهده شده برای جذب صوت نشان دهنده قابلیت نسبتاً خوب این مدل رگرسیونی در پیش بینی رفتار جذب صوت لایه بی بافت سوزن زنی شده است.