改性PUF增强CFRP/塑料蜂窝夹层结构的力学与声学性能研究

《Polymers for Advanced Technologies》：Study on Mechanical and Acoustic Properties of Modified-PUF Reinforced CFRP/Plastic Honeycomb Sandwich Structure

聚脲酯泡沫/空心玻璃微球复合填料制备CFRP/塑料蜂窝夹层结构，研究其力学性能与吸声效果。结果表明填料同时提升夹层结构抗压强度（49.13%）和三点弯曲强度（45.56%），并优化声学性能，密度0.4时吸声系数达0.3609。

　　

摘要

本研究采用一步发泡法制备了聚氨酯泡沫/中空玻璃微球（PUF/HGM）复合填料，并将其应用于碳纤维增强塑料（CFRP）/塑料蜂窝夹层结构中。分别制备了未添加填料以及添加了PUF/HGM填料的CFRP/塑料蜂窝夹层结构。通过三点弯曲试验和压缩试验，研究了不同PUF浆料比例对PUF/HGM填充CFRP/塑料蜂窝夹层结构力学性能的影响。此外，还通过吸音试验评估了不同PUF浆料比例下的声学增强效果。结果表明，PUF/HGM填料不仅弥补了聚丙烯蜂窝芯（PPHC）的声学缺陷，还提升了CFRP/塑料蜂窝夹层结构的力学性能。在三点弯曲试验中，含有PUF/HGM的样品（PUF/PPHC₅）的峰值载荷比未填充样品提高了45.56%；压缩试验显示，PUF/PPHC₅复合材料的峰值载荷提高了49.13%。PUF/PPHC系列样品的吸音性能先有所提升，随后随着PUF密度的增加而下降。PUF/PPHC₄的平均吸音系数（?）和噪声降低系数（NRC）分别为0.3609和0.3955。同时，PUF/PPHC系列样品的隔音效果也显著增强。这些结果共同表明，填充有PUF的CFRP蜂窝夹层结构在多功能结构-声学系统中具有应用价值。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。