Композиційні екологічно чисті звукопоглинаючі матеріали, виготовлені з перероблених текстильних відходів та біополімерів

К'яра Рубіно

1 Dipartimento di Scienze dell’Ingegneria Civile e dell’Architettura, Politecnico di Bari, via Orabona 4, I-70125 Bari, Італія; [email protected] (C.R.); [email protected] (S.L.); [email protected] (P.S.)

Марілес Бонет Арацил

2 Grupo de Investigación en la Industria Textil (GIITEX), Departamento de Ingeniería Textil y Papelera, Universitat Politècnica de València, 46022 Alcoy, Аліканте, Іспанія; se.vpu.pxt@raobam (M.B.A.); se.vpu.pxt@apsigiaj (J.G.-P.); se.vpu.tenvpu@naromazm (M.Z.C.)

Хайме Гісберт-Пая

Стефанія Люцці

П’єтро Стефаніцці

Мануель Заморано Канто

Франческо Мартеллотта

Анотація

Останніми роками зростає інтерес до повторного використання перероблених волокон як будівельних матеріалів, що є наслідком їхньої здатності зменшувати виробництво відходів та використання незайманих ресурсів, використовуючи потенціал, який волокнисті матеріали можуть запропонувати для поліпшення теплових та акустичних характеристик комфорт. Композитні панелі, виготовлені із 100% вовняних волокон і пов'язані за допомогою розчину хітозану та розчину гуміарабіку, були випробувані та охарактеризовані з точки зору акустичних та неакустичних властивостей. Для дослідження впливу опору потоку на кінцеві показники були зроблені зразки з товщиною 5 см та різними значеннями щільності. Експериментальні результати показали, що зразки мали теплопровідність в діапазоні від 0,049 до 0,060 Вт/(м К), добре порівнянну із звичайними будівельними матеріалами. Подібним чином, акустичні результати були дуже перспективними, показуючи коефіцієнти поглинання, які для даної товщини, як правило, перевищували 0,5 від 500 Гц і більше 0,9 від 1 кГц далі. Нарешті, також були проаналізовані впливи неакустичних властивостей та повітряного зазору за зразками на акустичну поведінку, що доводить, що збіг зі значеннями поглинання, передбачений емпіричними моделями, також був дуже хорошим.

1. Вступ

Матеріали, що використовуються в будівельній галузі для теплоізоляції та контролю шуму, в основному є неорганічними та синтетичними композитами, тобто скловата, кам'яна вата та полістирол. Ці матеріали, незважаючи на низькі значення теплопровідності та високі коефіцієнти звукопоглинання, спричиняють значний вплив на навколишнє середовище під час виробничих процесів [1] і можуть впливати на здоров’я людини залежно від дози волокна, розмірів та довговічності [2]. І навпаки, однією з найбільших проблем для майбутніх будівель є гарантування низького споживання енергії, збереження теплового та акустичного комфорту в приміщенні за допомогою компонентів на основі біологічної основи, здатних забезпечити здорове та стійке довкілля. Вибір нетоксичних, екологічно чистих та переробних будівельних композитів передбачає зростаючу увагу при випробуванні природних (рослинних/тваринних) або відходів волокон як альтернативи мінеральним та синтетичним [1].

Багато дослідників проводили дослідження щодо інноваційних «зелених» будівельних матеріалів. Важка утилізація агро залишків стимулювала інтерес дослідницького співтовариства до можливого використання сільськогосподарських відходів як волокнистої матриці композитів на біологічній основі [3]. Крім того, широка доступність багатьох «місцевих» природних матеріалів спонукала кількох дослідників вивчити їх звукопоглинаючі та теплоізоляційні властивості. Так, листя оливкових дерев [4], льон, коноплі [5], стебло бавовни [6], тюки соломи [7], волокна кенафу [8], волокна койри [9], рисова солома [10] та інші [11] ] були розглянуті.