Nanolif kompozit yapılı dokusuz yüzeylerin ses absorblama özelliklerinin iyileştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, yüksek ses yutuculuk kapasitesi olan kompozit bir malzemenin tasarım aşamaları sunulmuştur. Öncelikle bikomponent lif teknolojisine sahip eğirmeli bağlantı (spunbonding) yöntemiyle deniz içinde ada enine kesitine sahip bikomponent lifler üretilmiştir. Ada liflerinin bikomponent yapıdan ayrılabilmesi, bunun yanında liflerin birbiri içine geçerek, sıkı, mukavemetli dokusuz yüzey yapıyı oluşturması için dokusuz yüzeyler su jetleri ile işleme (hydroentangling) tabi tutulmuştur. 67452 kJ/kg spesifik enerji, optimum enerji seviyesi olarak tespit edilmiştir. Lif çapları 1 mikrometreden daha ince olan 108 ada liflerine sahip dokusuz yüzeyin ses yutuculuk katsayıları en yüksek ölçülmüştür. Ses yutuculuk katsayılarının özellikle daha düşük frekanslarda artması adına, çok katlı dokusuz yüzey yapılar oluşturulmuş ve bu yapıların ses yutuculuk özellikleri incelenmiştir. Çok katlı 108 adalı dokusuz yüzeyin özellikle kısıtlı hacmi bulunan bazı uygulamalarda, ses yutucu eleman olarak iyi bir alternatif olabileceği gösterilmiştir. Kompozit yapının diğer bileşeni olan hacimli dokusuz yüzeylerin ses yutuculuk özellikleri incelenmiştir. Hacimli dokusuz yüzeyin ses yutuculuk davranışı, ortam - malzeme etkileşimi analiz edilerek açıklanmıştır. Yapılan ölçümler sonucunda maksimum ses yutuculuğun frekansa ve katı hacim katsayısına bağlı olarak optimum kalınlıklarda gerçekleştiği tespit edilmiştir. Son olarak kompozit yapılı dokusuz yüzeylerin oluşturma yöntemi verilmiş, ses yutuculuk özellikleri ortaya konmuş, nanolif kompozit yapılı dokusuz yüzeylerin ses yutuculuk açısından getirdiği iyileştirme olası bir kullanım alanı üzerinden açıklanmıştır.

In this study, design stages of a composite material that has high sound absorption capability were presented. Firstly, bicomponent fibers with islands-in-the-sea cross sections were produced using spunbond process that has bicomponent fiber technology. Nonwovens were subjected to hydroentangling so as to split island fibers from bicomponent structure and also cause consolidation and constitute a rigid nonwoven structure with high tenacity. Specific energy of 67452 kJ/kg was established as an optimum energy level. Highest sound absorption coefficients were measured from the nonwoven with 108 islands, which has the fibers under 1 micrometer diameter. Multi-layer nonwovens were prepared to increase sound absorption especially at lower frequencies and sound absorption properties of these structures were investigated. It was shown that, multi-layer nonwoven with 108 islands can be a good alternative as a sound absorber especially in some applications where there is limited space available. Sound absorption properties of the high-loft nonwovens, which are the other component of the composite structure, were investigated. Sound absorption behavior of the high-loft nonwovens were explained by analyzing the interaction of the medium and the material. It was found that, maximum sound absorption occurs at optimum thicknesses depending on the frequency and solid volume fraction. Finally, formation method of the composite constructed nonwovens was given and sound absorption properties were stated. The enhancement of the nanofibers composite constructed nonwovens in terms of sound absorption was explained with a potential application area.