[发明专利]一种适用于中高频吸声的生物质-密胺泡棉基复合气凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于中高频吸声的生物质‑密胺泡棉基复合气凝胶及其制备方法。该制备方法，包括以下步骤：将羧甲基纤维素钠溶解至去离子水中，得到羧甲基纤维素钠水溶液；将密胺泡棉浸泡在羧甲基纤维素钠水溶液液面以下，不断搅拌、挤压，之后进行超声分散；将在羧甲基纤维素钠水溶液中充分浸泡的密胺泡棉连同羧甲基纤维素钠水溶液一同抽真空处理，然后将其冷冻定型；最后将冷冻定型的羧甲基纤维素钠/密胺泡棉冰模板进行冷冻干燥。相比于之前制备的聚多糖/橡胶基复合气凝胶—阿拉伯树胶/羧基丁腈胶乳复合气凝胶，本发明制备的羧甲基纤维素钠/密胺泡棉基复合气凝胶在吸声性能上有明显进步并且复合气凝胶机械强度和韧性也显著提高。

技术领域

本发明涉及高分子材料复合改性技术领域，尤其是涉及一种适用于中高频吸声的生物质-密胺泡棉基复合气凝胶及其制备方法。

背景技术

噪声污染是继空气污染和水污染之后的第三大污染，是世界各国尤其是发展中国家在住宅、商业、工业和农业设施所面临的重要环境威胁之一，会在无形之中损害人类和其他生物的身心健康并造成不可逆的危害。噪声产生的源头多种多样，主要包括交通噪声、工业噪声和生活噪声三种来源。噪声实际上是物体的震动形成的波，是物体不规则振动时发出的声音，是一种生物刺激体。科学研究表明大量接触噪音会对人体产生潜移默化的危害，长期暴露在噪声下，不仅会造成听力受损，还会增加高血压、心血管疾病、睡眠障碍、肥胖症和糖尿病等疾病产生的风险，严重的甚至会导致死亡。

噪声无处不在，危害巨大，控制和治理噪声的任务迫在眉睫。使用吸声材料来吸收噪声、降低噪声的危害是一种效果显著方法。然而，目前广泛使用的开孔聚氨酯、脲醛泡沫塑料等高分子材料制品一类的社会主流的吸声材料大多数都是来自不可再生的石油化石资源，是不可降解的材料，在生产使用的同时，也给环境带来了极大的压力。随着传统化石资源的枯竭，开发新的可降解、可再生材料用作吸声材料的任务任重而道远。在这种情况下，以生物质为前驱体的吸声材料的研究、制备和使用逐渐走进大众视野。

以生物质为前驱体制备的吸声材料虽然使得可降解可回收的环保类吸声材料的开发和应用有了突破性进展，但是其吸声性能和结构强度仍有待提高。中国专利CN114106435A公开一种复合气凝胶及其制备方法，其以阿拉伯树胶和羧基丁腈橡胶作为基体，所制备的复合气凝胶具有良好吸声效果和较好的结构强度，但得到的复合气凝胶在1000～6300Hz内的平均吸声系数仅为0.708～0.841，50％应变时压缩应力最高也仅为0.041Mpa，并且压缩后基本不会回弹。可见，如何制备出同时具有高吸声效果和结构强度的生物质吸声材料仍然是科研工作者的重要研究方向。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种适用于中高频吸声的生物质-密胺泡棉基复合气凝胶及其制备方法，解决现有技术中生物质吸声材料吸声效果不足、结构强度低的技术问题。

本发明的第一方面提供一种适用于中高频吸声的生物质-密胺泡棉基复合气凝胶的制备方法，包括以下步骤：

将羧甲基纤维素钠溶解至去离子水中，得到羧甲基纤维素钠水溶液；

将密胺泡棉浸泡在羧甲基纤维素钠水溶液液面以下，不断搅拌、挤压，之后进行超声分散；

将在羧甲基纤维素钠水溶液中充分浸泡的密胺泡棉连同羧甲基纤维素钠水溶液一同抽真空处理，然后将其冷冻定型；

将冷冻定型的羧甲基纤维素钠/密胺泡棉冰模板进行冷冻干燥，冷冻干燥结束后即得适用于中高频吸声的生物质-密胺泡棉基复合气凝胶。

本发明的第二方面提供一种适用于中高频吸声的生物质-密胺泡棉基复合气凝胶，该适用于中高频吸声的生物质-密胺泡棉基复合气凝胶通过本发明第一方面提供的适用于中高频吸声的生物质-密胺泡棉基复合气凝胶的制备方法得到。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：