基于空心玻璃微球的浮力材料的成型及性能研究

李乐

中国海洋大学

摘要：

本论文用空心玻璃微珠填充环氧树脂，制备了低密度、高强度的浮力材料，所制备材料的密度为0.69g/cm3，压缩强度为90MPa。文章较为系统地研究了空心微球和基体对浮力材料性能的影响，并制备了大粒径的空心球。主要结果如下：
1.研究了空心玻璃微球的粒径、体积填充分数(Vf)、表面偶联剂处理对浮力材料性能的影响。对密度而言，随着Vf的增加，材料的密度逐渐降低，但由于玻璃微球自身密度的限制，只能降低到一定程度，若要密度再低，则需要填充密度更小，即粒径较大的玻璃微球。对压缩强度而言，不同粒径的空心微球的体积填充分数对材料强度影响的方式是不同的。Vf<30％时，材料的压缩强度随Vf的变化并不明显。Vf>30％时，若空心微球为粒径较大的S38，材料的强度随Vf的增加而逐渐降低；若空心微球为粒径较小的S60HS，材料的强度随着Vf的增加而缓慢增加，直到Vf>50％后，呈现下降趋势。偶联剂KH-560在适当的偶联方法下，可以有效改善空心玻璃微球与树脂的界面粘结效果，进而提高浮力材料的强度。
2.较为系统地研究了树脂和固化剂对浮力材料性能的影响。探索了固化剂850、IPDA和830的最佳固化条件及最佳用量。比较了不同固化剂和树脂对浮力材料性能的影响，同时，初步研究了环氧树脂的改性对浮力材料性能的影响。结果表明，基体的抗压强度越高，其复合材料的压缩强度就越高，但如果韧性和粘结性能较差，会对复合材料的强度有一定程度的减弱。
3.用空心玻璃微球浮力材料包裹乒乓球，制备了大粒径的空心球。其性能较为理想，密度为0.60g/cm3时，耐水压强度为80MPa。

关键词：浮力材料;空心玻璃微球;复合泡沫材料;材料性能;固化条件

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：海洋化学

导师姓名：李昌诚;于良民

学位年度：2012

语种：中文

分类号：TB34

页数：71

在线出版日期：2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）