L’esponja silenciosa (també coneguda com a esponja d’aïllament de so o esponja que absorbeix el so) és un material funcional que absorbeix l’energia de l’ona sonora i redueix el soroll a través d’una estructura porosa. S'utilitza àmpliament en estudis de gravació, habitacions audiovisuals, reducció de soroll d'equips industrials i altres camps. La seva producció requereix una varietat de matèries primeres, que es poden dividir en tres categories: material base, additius i materials auxiliars. A continuació es mostra una anàlisi de les principals matèries primeres i les seves funcions:
Ⅰ. Material base: Polímer porós
1. Espuma de poliuretà (escuma PU)
El poliuretà és el material principal de Silent Sponge, que es genera per la reacció d’isocianat i poliol sota l’acció d’un catalitzador. La seva estructura oberta o semi-oberta pot capturar eficaçment les ones sonores i consumir energia sonora mitjançant la fricció i la reflexió. El poliuretà té les característiques de la densitat regulable (20-200 kg/m³), bona resiliència, cost moderat i és el material base més utilitzat.
2. escuma de melamina
La resina de la melamina es presenta a alta temperatura per formar un material d’alta porositat (porositat> 99%), que té un excel·lent rendiment d’absorció sonora (el valor NRC pot arribar a 0. Sovint s’utilitza en enginyeria acústica de gamma alta, però el cost és relativament elevat.
3. Polivinil formal (PVFM) o escuma a base de goma
S'utilitza en escenaris especials, com ara la resistència al petroli o l'entorn d'alta humitat, però l'eficiència d'absorció del so és lleugerament inferior a la del poliuretà.
Ⅱ. Additius funcionals
1. Retardant de la flama
Per tal de complir els estàndards de protecció contra incendis (com UL94, GB 8624), cal afegir retardants inorgànics de flama (hidròxid d’alumini, borat de zinc) o retardants de flama de fòsfor orgànic (TCPP) per reduir la inflamabilitat del material.
2. Agent d’escuma
Agent d’escuma física: diòxid de carboni, nitrogen (respectuós amb el medi ambient); clorofluorocarburs tradicionals (es va eliminar).
- Agent d’escuma química: l’aigua (reacciona amb isocianat per generar co₂), adequat per al sistema de poliuretà.
3. Agent antistàtic
Afegiu el grafit, el negre de carboni o l’agent antistàtic orgànic (com la sal d’amoni quaternari) per evitar que l’acumulació d’electricitat estàtica provoqui foc o pols d’adsorbiment.
4. Plasticitzador i estabilitzador
El plastificant ftalat pot ajustar la flexibilitat de l'esponja; L’antioxidant (com BHT) i l’estabilitzador UV amplien la vida útil.
Ⅲ. Materials auxiliars
1. Recobriment superficial
Alguns productes han d’estar recoberts amb elastòmer de poliuretà o resina acrílica per millorar la resistència al desgast i la resistència a la humitat.
2. Material de capa composta
Composit amb teixit no teixit, paper d’alumini o fibra de vidre per millorar l’efecte d’aïllament sonor (com la capa d’aïllament de so de la llei de massa + estructura de la capa d’absorció de so porosa).
Iv. Punts clau del procés de producció
1. ** Control del procés d’escuma **: Controleu la mida i la distribució del porus (mida de porus ideals 0. 1-1 mm) ajustant la proporció de l’agent d’escuma, la velocitat de l’agitació i la temperatura.
2. Post-tractament: les superfícies de pressió en calent, tallades (en forma de falca o en forma de piràmide poden millorar l’absorció d’alta freqüència) i la impregnació de flama.
V. Protecció del medi ambient i consideracions de costos
En els darrers anys, la tendència tendeix a ser sistemes de poliuretà basats en aigua i poliolls basats en bio (com els derivats d’oli de ricí) per reduir les emissions del COV. Tot i que l'escuma de melamina té un excel·lent rendiment, els seus elevats costos i els requisits d'enginyeria han de ser equilibrats.
En resum, cal optimitzar la selecció de matèries primeres per a esponges silencioses en combinació amb el rendiment acústic, els requisits ambientals i els costos. El nucli consisteix en aconseguir un equilibri entre l’absorció de so eficient i la durabilitat mitjançant l’efecte sinèrgic dels substrats i additius.