دوره 9، شماره 4 - ( 10-1398 )
جلد 9 شماره 4 صفحات 328-311 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Hajizadeh R, Khavanin A, Jonidi Jafari A, Barmar M, Farhang Dehghan S. Investigation of Acoustic Properties of Polymer Nanocomposites regarding Combined Sound Absorption and Insulation Characteristics. J Health Saf Work 2019; 9 (4) :311-328
URL: http://jhsw.tums.ac.ir/article-1-6219-fa.html
URL: http://jhsw.tums.ac.ir/article-1-6219-fa.html
حاجی زاده روح اله، خوانین علی، جنیدی جعفری احمد، برمر محمد، فرهنگ دهقان سمیه. بررسی ویژگی‌های آکوستیکی نانوکامپوزیت پلیمری با خصوصیات توام جاذب و عایق صوتی. بهداشت و ایمنی کار. 1398; 9 (4) :311-328
روح اله حاجی زاده1 
، علی خوانین* 2، احمد جنیدی جعفری3 ، محمد برمر4 ، سمیه فرهنگ دهقان5
، علی خوانین* 2، احمد جنیدی جعفری3 ، محمد برمر4 ، سمیه فرهنگ دهقان5
1- گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2- گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران ،khavanin@modares.ac.ir
3- مرکز تحقیقات تکنولوژی بهداشت محیط، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران
4- پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران
5- گروه مهندسی بهداشت حرفه‌ای، دانشکده بهداشت و ایمنی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران
2- گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران ،
3- مرکز تحقیقات تکنولوژی بهداشت محیط، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران
4- پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران
5- گروه مهندسی بهداشت حرفه‌ای، دانشکده بهداشت و ایمنی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران
چکیده: (4586 مشاهده)
مقدمه: کنترل مبتنی بر جذب و عایق بندی یکی از انواع روش های کنترل فنی و مهندسی صدا می باشد. در جاهایی که بتوانیم از تایلی استفاده کنیم که هم بتواند به عنوان جاذب صوت و هم ویژگی عایق صوت داشته باشد باعث می شود میدان صوتی در قسمت منبع صوتی به سمت میدان آزاد سوق داده شود و همچنین باعث افزایش افت انتقال صوت به بخش های دیگر شود. این مطالعه به منظور ارتقاء خصوصیات آکوستیکی فوم پلی یورتان نرم با خصوصیات توام جاذب و عایق صوتی صورت گرفت.
روش کار: برای بهینه سازی افت انتقال و ضریب جذب صوت توام و تعیین طرح آزمایش از نرم افزار Expert Design از طریق روش سطح پاسخ استفاده شد. در این طرح ، پارامترهای ضخامت ، فاصله هوایی در پشت تایل آکوستیکی، میزان نانوالیاف پلی آکریلونیتریل(PAN NF)، پلی ونیلیدین فلوراید(PVDF NF) و نانوذرات خاک رس به عنوان متغیرهای ورودی در نظر گرفته شد. نانو الیاف پلی آکریلونیتریل و پلی وینیلیدین فلوراید با استفاده از تکنیک الکتروریسی ساخته شد. نانوذرات خاک رس با قطر 2-1 نانو متر از نوع مونتمریلونیت از شرکت سیگما آلدریچ تهیه شد. طراحی آزمایش با استفاده از نرم افزار Expert Design7 تعیین گردید. 50 نمونه نانو کامپوزیت بر اساس ران‌های آزمایشی ساخته شدند. اندازه گیری افت انتقال صوت براساس استاندارد ASTM E2611–09 و اندازه گیری ضریب جذب بر اساس استاندارد ISO10534-2 با استفاده از دستگاه امپدانس تیوب BSWA SW477 550005 صورت گرفت. کامپوزیت‌های بهینه برای هر محدوده فرکانسی تعیین شدند.
یافته ها: بیشترین ضریب جذب و افت انتقال صوت توام در محدوده فرکانسی پایین و میانی در ران آزمایشی که فوم پلی یورتان حاوی 5/1 درصد نانوذرات خاک رس، 5/0 درصد PAN NF، 5/1 درصد PVDF NF، ضخامت 2 سانتیمتر و فاصله هوایی 5/1 سانتیمتر بود بدست آمد (به ترتیب 02/2 و 64/0). نانو کامپوزیت‌های دارای بیشترین ضریب جذب و افت انتقال صوت توام نسبت به فوم پلی یورتان خالص بودند و در محدوده فرکانسی پایین، میانی و بالا به ترتیب 02/2، 91/1 و 53/2 برابر دارای ضریب جذب و افت انتقال توام بالاتری بودند. با افزایش ضخامت و فاصله هوایی ضریب جذب و افت انتقال صوت توام در همه محدوده‌های فرکانسی افزایش یافت. در ضخامت 2 سانتیمتر، با افزایش هر دو نانوالیاف، ضریب جذب و افت انتقال صوت توام افزایش یافت. بیشترین ضریب جذب و افت انتقال صوت توام زمانی اتفاق افتاد که هر دو نانوالیاف در حداکثر مقدار خود بودند.
نتیجه گیری: این مطالعه نشان داد که اضافه کردن نانوذرات خاک رس، نانو الیاف پلی آکریلونیتریل و نانوالیاف پلی ونیلیدین فلوراید به فوم پل یورتان باعث افزایش ضریب جذب و افت انتقال صوت توام در مقایسه با فوم پلی یورتان خالص می‌شود. می‌توان از نانوکامپوزیت‌های بهینه در بخش‌هایی که بطور همزمان نیاز به جذب و کاهش انتقال صدا می‌باشند، استفاده کرد.
روش کار: برای بهینه سازی افت انتقال و ضریب جذب صوت توام و تعیین طرح آزمایش از نرم افزار Expert Design از طریق روش سطح پاسخ استفاده شد. در این طرح ، پارامترهای ضخامت ، فاصله هوایی در پشت تایل آکوستیکی، میزان نانوالیاف پلی آکریلونیتریل(PAN NF)، پلی ونیلیدین فلوراید(PVDF NF) و نانوذرات خاک رس به عنوان متغیرهای ورودی در نظر گرفته شد. نانو الیاف پلی آکریلونیتریل و پلی وینیلیدین فلوراید با استفاده از تکنیک الکتروریسی ساخته شد. نانوذرات خاک رس با قطر 2-1 نانو متر از نوع مونتمریلونیت از شرکت سیگما آلدریچ تهیه شد. طراحی آزمایش با استفاده از نرم افزار Expert Design7 تعیین گردید. 50 نمونه نانو کامپوزیت بر اساس ران‌های آزمایشی ساخته شدند. اندازه گیری افت انتقال صوت براساس استاندارد ASTM E2611–09 و اندازه گیری ضریب جذب بر اساس استاندارد ISO10534-2 با استفاده از دستگاه امپدانس تیوب BSWA SW477 550005 صورت گرفت. کامپوزیت‌های بهینه برای هر محدوده فرکانسی تعیین شدند.
یافته ها: بیشترین ضریب جذب و افت انتقال صوت توام در محدوده فرکانسی پایین و میانی در ران آزمایشی که فوم پلی یورتان حاوی 5/1 درصد نانوذرات خاک رس، 5/0 درصد PAN NF، 5/1 درصد PVDF NF، ضخامت 2 سانتیمتر و فاصله هوایی 5/1 سانتیمتر بود بدست آمد (به ترتیب 02/2 و 64/0). نانو کامپوزیت‌های دارای بیشترین ضریب جذب و افت انتقال صوت توام نسبت به فوم پلی یورتان خالص بودند و در محدوده فرکانسی پایین، میانی و بالا به ترتیب 02/2، 91/1 و 53/2 برابر دارای ضریب جذب و افت انتقال توام بالاتری بودند. با افزایش ضخامت و فاصله هوایی ضریب جذب و افت انتقال صوت توام در همه محدوده‌های فرکانسی افزایش یافت. در ضخامت 2 سانتیمتر، با افزایش هر دو نانوالیاف، ضریب جذب و افت انتقال صوت توام افزایش یافت. بیشترین ضریب جذب و افت انتقال صوت توام زمانی اتفاق افتاد که هر دو نانوالیاف در حداکثر مقدار خود بودند.
نتیجه گیری: این مطالعه نشان داد که اضافه کردن نانوذرات خاک رس، نانو الیاف پلی آکریلونیتریل و نانوالیاف پلی ونیلیدین فلوراید به فوم پل یورتان باعث افزایش ضریب جذب و افت انتقال صوت توام در مقایسه با فوم پلی یورتان خالص می‌شود. می‌توان از نانوکامپوزیت‌های بهینه در بخش‌هایی که بطور همزمان نیاز به جذب و کاهش انتقال صدا می‌باشند، استفاده کرد.
نوع مطالعه: پژوهشي |
دریافت: 1398/10/7 | پذیرش: 1398/10/7 | انتشار: 1398/10/7
دریافت: 1398/10/7 | پذیرش: 1398/10/7 | انتشار: 1398/10/7
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
