高分辨度選擇性濾波耳塞的製作方法
2023-07-20 12:26:41 1
專利名稱：高分辨度選擇性濾波耳塞的製作方法
技術領域：
本發明涉及的高分辯選擇性濾波耳塞，它為高分子化學在環境噪聲控制中的應用。
聲音在人類日常工作中，按實用性可分為有價聲音和無價聲音，怎樣減少、克服無價聲音對人類生活的幹擾，充分利用有價聲音為人類服務，一直是人們研究、控制、消除環境噪聲的課題。目前，在控制和消除噪聲的前沿技術領域，還沒有達到徹底消除噪聲的範圍，只在控制消減噪聲方面做了大量的有一定成效的工作。如1、從設計上用減振材料加工機械設備，減少機械振動而產生的噪聲源；2、設計平滑的氣流通道和降低氣流速度，減少因氣體流動而產生的噪聲；3、採取阻尼材料隔振以減少發出的噪聲；4、安裝消聲器來降低聲波在空氣中的傳播能，以減少噪聲；5、利用吸聲材料或吸聲結構來吸收聲能，以減少噪聲；6、開發研製個人防護用品，如耳塞、耳罩、頭盔等，以減少噪聲能。
綜上原有的背景技術，過去的研究，人們只注重從設計上考慮減振，從聲源的傳播上考慮隔聲、消聲，都沒有從根本上消除噪聲，只能減小噪聲，甚至這些技術的應用在局部空間範圍內還不夠適應。為此，為了有效地消除噪聲，就要求我們尋求一種能精密地選擇性地使用聲音和阻止聲音的方法。
引證反映這些技術的文件《環境保護與治理》茹志剛編著，《環境學導論》王翊亭等編，《高分子實驗技術》復旦大學出版社。
本發明的目的是設計一種高分辯度選擇性濾波耳塞，在紛繁的聲音氛圍中，有選擇性地使用有價值的、需要的聲音，而屏蔽和阻止其它不需要的噪聲，達到消除噪聲的目的。
本發明概括性實質成果，為高分辯度選擇性濾波耳塞、耳塞的本體系注入不同自由基「探針分子」和催化酶的高分子聚合物--又稱高分子濾波半導體。利用高分子熱運動規律和結合自由基、催化酶的激發作用，正如半導體能阻止某一能帶電子的運動一樣，高分子濾波半導體，可選擇某一頻段的聲波通過，而使其他頻段的波阻止。
本發明的技術方案在高分子聚合反應中，藉助陰離子聚合反應無終止的特點，可以有意識地控制聚合物的主鏈構型，分子量及分子量的分布；藉助陽離子聚合反應，用zeigler-nattla類催化劑具有很強的配位絡合能力，可以有規律地控制形成立構規整性的定向聚合物，合成諸如(AB)n高分子聚合物，我們把它們的分子結構看成是由柔性鏈段和剛性鏈段構成的，「A」代表柔性的長鏈，「B」代表剛性的短鏈，柔性鏈段使大分子易於旋轉，聚合物的軟化點和二級轉變點下降、硬度和機械強度降低；而剛性鏈段則會束縛大分子鏈的旋轉，聚合物的軟化點和二級轉變點上升，硬度和機械強度提高。依據需要，「A」、「B」的比例可控制不等。
根據縮聚反應能方便地在大分子主鏈上引進芳雜環以及O、N、Si、S等雜原子和KNH2、ROM、RM等自由基的性能、在合成(AB)n聚合物時，同時注入不同活性的自由基「探針分子」和具有高活性和高定向能力的附體催化酶。該自由基是聚合物的活性中心，在常溫常態下，聚合物鏈段處於被凍結狀態，當溫度達35℃以上時，自由基「探針分子」與聚合物分子發生吸附，脫附作用，即在流動相與聚合物分子表層進行分配，隨著溫度上升，探針分子的分配過程加快，使聚合物鏈段開始運動，主鏈結構和組成都隨之有豐富的變化。同時，由於「探針分子」的激發，附體催化酶起催化作用，導致高分子內部形成納米微孔。選擇不同的催化酶，該納米微孔形成的結構、維數、取向和大小都不同，正因為該納米微孔的豐富變化性，以及它的有規律控制性，決定了它在選擇性濾波技術上的獨特應用，當選擇不同的聚合物本體材料，納米微孔的表面膜的固有頻率與欲選擇通過的聲波的頻率相等時，即發生共振，膜表面微分瞬時破裂，使該聲波通過，而其他頻段的聲波欲通過時，被納米微孔阻隔而阻止。聚合物鏈結構的隨溫度變化，延緩性，無止變化的特點，給阻止聲波通過，吸收聲能提供了一個接受母體。
當溫度降低，自由基活性迅敏減弱，催化酶失去激發能，高分子結構逐漸逆向還原成(AB)n原型，自由基和酶不變性，不增減。
由於採用上述技術方案，合成的高分子聚合物，可選擇某一頻段一定聲強的聲波通過，而使其它頻段任何聲強的聲波阻止。
本發明與背景技術相比的優點及效果本發明濾波耳塞與普通的耳塞、耳罩、頭盔相比，具有以下有益的效果和優點1、它具有很高的分辯度，很好地選擇性讓有有價聲波通過，其他聲波被阻止，而不是籠統消減。2、可徹底控制消除噪聲對人類工作、生活、學習的影響。3、由於聚合物具有高彈性，使用舒適。
以下結合實施例對發明作詳細的描述根據環境聲音裡不同頻段的聲波波幅和選擇通過的某一頻段聲波的頻率，選用適宜的高分子本體材料並注入了特定的自由基「探針分子」和附體催化酶而合成的(AB)n型高分子聚合物，使形成的納米微孔膜的固有頻率近等於所選擇通過的聲波頻率。用銳器切用適量大小的聚合物(彈性固相)，塞進耳道，附貼後，由於體溫的作用，當聚合物平均溫度達35℃後，其內的活性自由基「探針分子」即受激發作用，改變(AB)n型段的構型和組成，同時附體催化酶的催化作用，使高分子內中形成納米微孔，該納米微孔的交聯、取向、孔徑及膜頻率有利於對某一頻段的聲波通過，而其他聲頻的聲波被阻止，當不用取出後，隨著周圍環境溫度降低，高分子鏈轉移、旋轉，活性自由基的作用、催化酶的作用一切逆向返回，直到溫度低於35℃時復原。
舉例選用含活潑氫的化合物，採用低分子量(m＝1000～2000)的兩端羥基結尾的聚酯，與過量的二異氰酸酯(TDI)或(MDI)等反應，生成含游離異氰酸根的預聚體，然後加入與游離異氰酶根等當量的擴鏈劑如二元醇、二元胺等反應，並同時注入自由基(RM)和催化酶(甲醇鎂)，生成以聚氨酯為骨架的彈性體材料，已知經催化，以該骨架材料形成的納米微孔膜的固有頻率為2000HZ，則以該彈性聚合物製作的耳塞，可選擇通過2000HZ頻率能使耳膜振動強度的聲波，而其他頻段的聲波即被阻止，其聲能轉化成熱能，被彈性體的鏈結構旋轉、分子量重新分布所吸收而消耗。
權利要求
1.高分辯度選擇性濾波耳塞、它與現有的普通耳塞、耳罩、彈性慢回耳塞，有可能在外形、使用方法上有相同之處，但該相同之處是人們普遍認同和有共識的必要特徵，不是該發明的關鍵和實質。該高分辯選擇性濾波耳塞的特徵是本體是由高分子聚合物彈性體構成，內部在合成上注入了自由基活性「探針分子」和附體催化酶，合成時選用不同的聚合物本體材料、催化酶，所決定形成的不同的納米微孔膜的固有頻率是選擇濾波性的根本，在聲音的氛圍中，具有選擇濾波性。它不同於普通耳塞純屬消減所有聲音通過，只是某一效率下的降低噪聲，該濾波半導體耳塞的聚合物本體材料，可有效的選擇通過某一窄小區域的頻率聲波通過，而其他範圍的聲波被有效阻止消除。導通波的頻率決定於納米微孔膜的結構性質和尺寸。
2.聲波半導體材料和製作技術；利用相關技術合成和製作各種頻率聲波濾波半導體的技術；利用相關技術合成和製作全絕緣耳塞；以及聲波半導體用於廣泛的噪聲控制領域(如工、民建築，室內裝飾……等)和聲音的提純領域。
全文摘要
該高分辨度選擇性濾波耳塞的發明,是高分子化學的激發催化作用原理,在環境噪聲控制領域中的應用技術。在氛繁的聲音環境中選用特定,適宜的頻段耳塞配帶時,由於體溫能對耳塞的激發作用,該耳塞便能有效地選擇通過某一頻率的有價聲波,而其他頻率強度的無價聲波被全面地阻止,從而達到徹底消除噪聲的幹擾和影響。
文檔編號G10K11/00GK1267052SQ9812326
公開日2000年9月20日 申請日期1998年11月29日 優先權日1998年11月29日
發明者王恆華 申請人:王恆華