磁性聚氨酯泡沫的微观结构及宏观力学和声学性能

王彩萍¹，耿加露¹，王二化²，王晓杰¹

1. 中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所2. 常州信息职业技术学院机电工程学院

摘 要：采用一步全水发泡法制备添加磁性颗粒（羰基铁粉）的聚氨酯泡沫。在发泡过程中施加150mT的磁场,磁颗粒沿着外加磁场方向排列成链状有序结构,得到各向异性磁性聚氨酯泡沫（magnetic polyurethane foams,MPFs）。磁性颗粒链结构的形成影响MPFs的微观形貌及宏观力学和声学性能。通过扫描电镜（SEM）观测MPFs的表面形貌及颗粒链结构,利用Image Pro-plus软件和统计学方法分析MPFs的微观尺寸、开孔率和闭孔率;通过电子万能试验机测定MPFs的压缩力学性能,并利用阻抗管和传递函数法测试64～6300Hz范围内MPFs的吸声性能。研究结果表明,与各向同性MPFs相比,各向异性MPFs的孔腔和泡孔直径变大,骨架长度和厚度增大,开孔率降低,闭孔率增大,流阻率减小;各向异性MPFs平行于颗粒链方向的压缩模量大于垂直于颗粒链方向的压缩模量;各向异性MPFs低频吸声性能更优,64～1000Hz内平均吸声系数最大提高了37%。

关键词：磁性聚氨酯泡沫;外加磁场;各向异性;微观结构;吸声性能;