隨著石油資源的枯竭，傳統(tǒng)石油基吸聲材料(如聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料)的發(fā)展逐漸受到限制，因此開發(fā)綠色吸聲材料顯得尤為重要。植物纖維是一種天然的生物可降解生物質(zhì)材料，廣泛存在于自然界的植物中，儲量豐富。合理利用這類資源可以減少人類對石油等不可再生原材料的依賴。
以植物纖維為原料，具有可降解性和可再現(xiàn)性等優(yōu)點(diǎn)，替代傳統(tǒng)的石油基吸聲材料具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，由于植物纖維泡沫材料相對蓬松的結(jié)構(gòu)和原料特性，以及較差的力學(xué)性能和阻燃性，限制了其發(fā)展。
采用硅溶膠對吸聲纖維進(jìn)行改性，通過泡沫成型技術(shù)，可快速制備出輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐熱的硅溶膠和植物纖維吸聲材料。溶膠的添加量對材料的密度、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和吸聲性能有不同的影響。
硅溶膠沉積在植物纖維表面形成一層無機(jī)膜，能有效延緩傳熱，延長 終分解溫度，提高硅溶膠-植物纖維吸聲材料的熱穩(wěn)定性。與非硅溶膠相比，硅溶膠-植物纖維吸聲材料體積減小，內(nèi)部密實(shí)度提高，彈性模量和屈服強(qiáng)度明顯提高。但隨著硅溶膠的增加，吸聲材料的密度明顯增大，過高的硅溶膠添加量不利于吸聲材料的輕量化。
無硅溶膠材料的吸聲效果 差。隨著硅溶膠摻量的增加，材料的吸聲性能先增大后減小。這是由于聲波的方式主要是通過衍射成吸聲材料的內(nèi)部,內(nèi)部孔隙度太高時,吸聲材料的流動阻力小,聲波進(jìn)入吸聲材料不能重復(fù)在內(nèi)部衰減, 終通過引起吸聲材料的吸聲效果差;當(dāng)吸聲材料中的孔隙率過低時，聲波在到達(dá)材料表面而不能進(jìn)入吸聲材料內(nèi)部時更容易被反射，從而降低了吸聲材料的吸聲性能。硅溶膠的加入降低了吸聲材料的孔隙率，使其內(nèi)部逐漸致密。考慮到吸聲材料的輕量化應(yīng)用，吸聲材料的密度不宜過高。通過優(yōu)化硅溶膠的添加量，可以實(shí)現(xiàn)孔結(jié)構(gòu)與吸聲性能之間的 佳平衡。