空心玻璃微珠的 结构性能与应用-.pptx

空心玻璃微珠的结构、性能与应用黎明职业大学高分子材料加工技术专业《高分子材料配方技术》

内容来源本小节内容参考自：硕士学位论文：李想《环氧树脂_空心玻璃微珠复合泡沫材料的制备研究》硕士学位论文：周金磊《空心玻璃微珠_环氧树脂复合材料的制备及性能研究》硕士学位论文：刘爽《纤维增强空心玻璃微珠_环氧树脂复合材料力学性能研究》

空心微珠”在制备固体浮力材料时，除在基体树脂中加入发泡剂发泡获得低密度性能外，填充轻质填料是获取材料低密度性能的最有效途径，特别是空心微珠的应用最为广泛

空心微珠金属微珠有机质微珠无机质微珠金属微珠密度偏大，不适用于固体浮力材料的制备有机质微珠密度较低，但抗压强度低于无机质微珠，因此常用于浅海用浮力材料的制备无机质微珠因其较高的抗压强度和较低的密度，成为固体浮力材料轻质填料的首选，特别是无机质空心玻璃微珠，常作为高性能浮力材料制备的首选填料

01空心玻璃微珠分类

01空心玻璃微珠分类”玻璃微珠常分两类漂珠成分主要是SiO2以及金属氧化物，主要从火电厂发电过程中产生的粉煤灰中分选得到，其粒子密度一般大于0.6g/cm3，不适用于当作密度调节物质来制备深潜用固体浮力材料空心玻璃微珠玻璃微珠的组成、密度及其他物理化学性能可以通过调整原料的配方、工艺参数来控制，价格较高，但应用范围却极为广阔，可以作为特殊功能材料应用于深海探测、航空航天、贮氢、药物诊断等方面

01空心玻璃微珠分类空心玻璃微珠的宏观形貌空心玻璃微珠的微观形貌

01空心玻璃微珠分类”空心玻璃微珠主要有两类A玻璃-碱石灰SiO272%-73%，Na2O3.3%-14.3%，CaO7.2%-9.2%E玻璃-硅酸硼SiO252.5%，CaO22.5%，MgO1.2%，B2O38.6%

02空心玻璃微珠性质

02空心玻璃微珠性质”空心玻璃微珠作为一种应用前景明朗的新型填充填料，具有以下优点密度低空心玻璃微珠堆积密度约为0.1-0.3g/cm3，实际密度为0.1-0.5g/cm3，在制备环氧树脂基复合泡沫材料时可以显著降低材料自身密度表面易进行有机改性空心玻璃微珠表面润湿效果好且容易分散，可用于填充绝大多数环氧树脂中，如聚酯、聚氨酯、环氧树脂等

02空心玻璃微珠性质”空心玻璃微珠作为一种应用前景明朗的新型填充填料，具有以下优点流动性好空心玻璃微珠是空心的微小圆球，在液体环氧树脂中要比其他形状的填料具有较好的流动性，因此填充效果显著空心玻璃微珠的球体是各向同性的，不会产生因取向造成成型制品不同部位收缩率不一致，保证了最终产品的尺寸稳定

02空心玻璃微珠性质”空心玻璃微珠作为一种应用前景明朗的新型填充填料，具有以下优点吸油率低空心玻璃微珠比表面积最小，具有极低的吸油率，它的添加可以减少环氧树脂用量，能够使生产效率提高10%-20%热稳定性好空心玻璃微珠热分解温度大于1450℃，作为填充材料应用于基体树脂中中可提高成型制品的阻燃性，广泛用于油漆行业和建筑材料

02空心玻璃微珠性质”空心玻璃微珠作为一种应用前景明朗的新型填充填料，具有以下优点绝缘性好少量气体填充了空心玻璃微珠的内部空腔，具有良好隔音、隔热性能，常用作各种保温、隔音产品的填充物质

02空心玻璃微珠性质常用空心玻璃微珠的性能

03空心玻璃微珠的表面改性

03空心玻璃微珠的表面改性”空心玻璃微珠作为无机填料，与基体树脂的极性差别很大，所以二者的界面相容性对复合材料的性能具有重要的影响因此，有必要对空心玻璃微珠进行适当的表面改性，增强填料与基体树脂之间的界面粘合，从而提高复合材料的使用性能

03空心玻璃微珠的表面改性”偶联剂处理：通过偶联剂分子，无机相和有机相能够紧密结合，增强界面粘合力，从而改善材料的性能。目前，硅烷类偶联剂是用量最大、品种最多且改性效果明显的一类偶联剂酸碱刻蚀：通过酸碱在微珠表面进行酸碱刻蚀，微珠的表面形貌将会粗糙不平，有利于捕捉基体树脂，起到类似锚固的作用；同时经过刻蚀后，微珠表面产生大量的硅羟基，有利于增加两相之间的界面结合力

03空心玻璃微珠的表面改性”等离子体表面处理：空心玻璃微珠表面含有大量的硅羟基，但活性较低，很难参与化学反应。而等离子体表面处理可使微珠表面的硅羟基成为活性中心，进而引发单体在微珠表面进行聚合弹性体包覆处理：该法是将空心玻璃微珠与分子量较低的低聚物在特定的溶剂中混合，在特定的条件下对空心玻璃微珠进行包覆处理

03空心玻璃微珠的表面改性”表面接枝聚合改性：该法通过在空心玻璃微珠表面引入反应活性点，然后再与功能基团反应实现改性效果

04空心玻璃微珠的应用

04空心玻璃微珠的应用”使用空心玻璃微珠填充聚合物树脂基体制备的复合材料，由于本身具有较好的抗压性能，较低的密度，可用来应用于深海的高强轻质复合材料，例