空心玻璃微珠在複合材料中的應用研究

2022-04-12 17:53:38 字數 1402 閱讀 1807

3 空心玻璃微珠在合成泡沫中的應用

空心微珠填充聚合物基體而成的復合泡沫塑料,其泡沫結構是由空心微珠中間的空腔來提供的,空氣泡的大小和分布很容易控制,因而比由物理或化學發泡作用產生的泡沫塑料具有低密度、高強度等優點,可廣泛用作絕熱材料、電絕緣材料、水下浮力材料和航天材料等。孫寶春[14]以大量空心玻璃微珠填充環氧樹脂製備密度低、強度高的固體浮力材料。通過研究不同的固化體系,篩選出最佳固化劑間苯二胺(mpd)、4,4'-二氨基二苯碸(dds);對空心玻璃微珠進行表面改性處理,提高了與聚合物的相容性,從而增加了摻加量。

通過系統優化試驗,獲得了密度0.61~0.75g/cm3,壓縮強度40~68.

96 mpa,且吸水率很低的深海安全浮力材料。採用空心玻璃微珠填充改性雙馬來醯亞胺(bmi)樹脂,研究了玻璃微珠用量和粒徑以及表面處理的玻璃微珠,對材料壓縮效能以及吸水性的影響。 結果表明小粒徑(10 μm)較大粒徑(70 μm)玻璃微珠填充改性雙馬來醯亞胺樹脂的壓縮強度降低緩慢,經表面處理後可獲得最佳效果。

少量地加入玻璃微珠可降低環氧樹脂的吸水性,但隨著玻璃微珠含量的增大,體系的吸水性會隨之增加。當玻璃微珠含量為30%時,複合材料密度降至0.74 g/cm3,壓縮強度仍可以達到68.

5 mpa。

4 在功能材料方面的研究與應用

由於玻璃微珠優異的效能,人們開始了在摩擦材料方面的應用研究。龍盛如[16]用經過偶聯劑處理的空心玻璃微珠與聚苯硫醚樹脂通過熔融共混製得複合材料時發現,玻璃微珠能夠提高pps的減摩抗磨性能,且粒徑越小,所得複合材料的摩擦因數越小;複合材料的磨損機制主要為粘著磨損和疲勞磨損。]研究玻璃微珠改性ptfe複合材料的布氏硬度、壓縮強度、衝擊強度及摩擦、磨損效能的結果表明:

加入適量的玻璃微珠可以提高複合材料的硬度、抗壓強度及耐磨效能;但由於存在相介面缺陷,複合材料的衝擊強度降低;隨著玻璃微珠質量含量的增加,磨損機理發生變化:由粘著磨損逐漸轉變為磨粒磨損,摩擦係數有所增大。空心微珠密度小,對其表面進行金屬化處理後,可以取代密度較大的金屬粉體用於電磁波吸收(ram)或電磁遮蔽(emi)材料的製備。

空心玻璃微珠還可作為催化劑的載體,即經過表面處理,得到包覆具有催化活性薄層金屬或金屬氧化物的復合微球。如在空心玻璃微珠表面沉積tio2具有光催化特性而用於汙水的淨化。

5 結束語

作為重要的填充劑,空心玻璃微珠對改善複合材料的效能起到了非常重要的作用,並在建材、塑料、橡膠、塗料、航海和航天等領域得到廣泛應用。隨著研究的深入,空心玻璃微珠必將在傳統領域和新型功能材料等方面的研究與應用不斷得到拓展和加強。

高效能空心玻璃微珠是一種中空的圓球粉末狀超輕質無機非金屬材料,是近年發展起來的一種用途廣泛、效能優異的新型輕質材料,它將成為二十一世紀新型複合材料的主流。其真密度在0.15-0.

60g/cm3,粒徑在5-180μm之間,具有重量輕、體積大,導熱係數低,抗壓強度高、分散性和流動性強、化學穩定性好等特點。是油漆塗料、塑料、玻璃鋼、人造石、膩子等行業極好的產品填充劑。

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