空心玻璃微珠/天然橡胶低导热复合材料的制备及性能研究

介绍空心玻璃微珠(HGM)/天然橡胶(NR)低导热复合材料(以下简称胶料)的制备及性能研究。结果表明:以HGM适当等量替代白炭黑,可有效降低胶料的储能模量和门尼粘度,改善胶料的加工性能,但不利于胶料的物理性能;减小HGM用量可提高胶料的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度,但会降低胶料的耐磨性能;HGM等量替代白炭黑有利于胶料的轻量化和提高胶料的隔热性能,可有效降低胶料的滚动阻力。

空心玻璃微珠低密度水泥有效弹性模量计算与分析

空心玻璃微珠低密度水泥是典型的高水灰比、低胶凝相、多掺杂的多相多层次非均质复合材料,在弹性阶段其宏观力学性能由细观、微观乃至纳观尺度下的组成与结构决定。为探究材料的细微观结构对宏观力学性能的影响,在细微观力学框架下,基于Mori-Tanaka法、自洽法和四相模型,建立了考虑界面与微珠相互作用的微珠-低密度水泥弹性模量的多尺度均匀化理论模型,根据实验验证结果进行了影响因素拓展和分析。结果表明:水泥养护龄期越长,其弹性模量越高,但随着时间增长,弹性模量增大的趋势逐渐放缓,到28 d时趋于平稳;ITZ(界面过渡区)厚度是水泥弹性模量的重要影响因素,厚度的增加会使水泥的弹性模量极大地减小;微珠的密度与弹性模量共同影响水泥的弹性模量。

空心玻璃微珠在涂料中的应用与研究进展

简述了空心玻璃微珠的表面改性方法以及在涂料中的应用情况,分类总结了其在隔热涂料、防火涂料、吸波涂料和防腐涂料中的最新研究进展,并对未来空心玻璃微珠在涂料中的应用方向拓展进行了展望。

有机硅/改性空心玻璃微珠复合材料的制备与性能研究

以缩合型有机硅为有机树脂基体,以改性空心玻璃微珠为无机填料,基于物理复合法制备出不同空心玻璃微珠含量的有机硅/改性空心玻璃微珠复合隔热材料。系统性研究其隔热机理、隔热性能、力学性能和热稳定性能,实现对复合隔热材料孔隙率和隔热性能的精准调控。研究结果表明,所制得的复合隔热材料的压缩强度最大值达到13.28 MPa,是纯有机硅材料的1.49倍,热导率最低为0.113 W/(m·K),比纯有机硅材料减小了37.91%。

梯度空心玻璃微珠诱导的分形自泵水凝胶的制备及其快速吸水性能研究

通过在水凝胶体系内引入梯度排布的空心玻璃微珠(hollow glass microsphere,HGM),制备了一种具有超高导水效率的分形自泵(fractal self-pumping,FS)水凝胶。在所制备的分形自泵空心玻璃微珠水凝胶(FS-HGM hydrogel)中,水凝胶骨架通过硅烷偶联剂将相邻空心玻璃微珠紧密结合固定,在玻璃微球间形成了逐级变小的亲水分形毛细微通道。结果表明,独特的分形毛细微通道极大地提高了水凝胶的导水性能,在动态接触角实验中表现出超过传统水凝胶约240倍的吸水速率,并且吸水效率随着FS-HGM水凝胶层的增厚有所提升。所制备的快速吸水分形凝胶通过高效移除过量渗出液,加速烫伤伤口愈合,为临床应用中输运生物流体开辟了新途径。

空心玻璃微珠改性对喷涂型环氧涂层性能影响

目的通过表面改性提升空心玻璃微珠(HGM)在喷涂型环氧涂层中的分散性并提升涂层性能。方法应用KH560作为桥联单元,链接NaOH刻蚀后HGM表面的羟基与CTPB的端羧基,制备HGM-CTPB。应用SEM、FTIR、TGA和UV对过程中各表面改性HGM的表面形貌、接枝基团及在环氧涂层中的分散性进行分析,并将HGM-CTPB作为低密度填料加入环氧涂层中,研究其添加量对涂层的附着力、柔韧性、耐冲击性、表面粗糙度以及耐腐蚀性能的影响。结果CTPB可通过KH560成功桥接在NaOH刻蚀过的HGM表面,所制备的HGM-CTPB相较于HGM本身、NaOH刻蚀HGM以及KH560接枝改性的HGM可在环氧涂层中实现更为均匀的分散,同时CTPB基团可与树脂分子反应将HGM牢固锚定。将HGM-CTPB作为填料,其添加量与环氧树脂质量比为0.08和0.16时,所制备的环氧涂层性能较优。面密度较纯环氧涂层分别降低5.6%和11.3%;涂层附着力分别提高0.97、2.14MPa,达到15.57、16.74MPa,依据国标方法,涂层可耐50cm·kg的正、反向冲击,柔韧性达到1 mm;在60℃,浓度为5%(质量分数)的热盐水中浸泡144 h后,低频阻抗可以保持在10^(8)Ω以上,较纯环氧涂层提升2个数量级。结论CTPB的成功接枝可以使HGM在环氧涂层中实现最优的分散性,并与树脂基体实现良好结合;适量添加HGM-CTPB,可显著降低环氧涂层面密度,提升附着力和耐腐蚀性。

空心玻璃微珠在高性能保温涂料中的应用

通过对比不同种类的玻璃微珠,得到可以赋予涂料更低保温性能的玻璃微珠HL20;通过加入不同量的水分,得出了适量的水分不会对涂料性能造成不利影响,甚至还会在一定范围内对保温性能及粘接强度有利;通过不同玻璃微珠HL20用量的对比得出了较优的玻璃微珠添加量;通过HL20及HL25分别与不同量气凝胶浆体(固含22%左右)复配制备涂料的数据对比,最终得出HL20制备的保温涂料综合性价比要远远优于添加气凝胶浆的涂料;通过实验室较优配方与市场上现有涂料的性能对比,得出了实验室使用玻璃微珠HL20制备的保温涂料综合性能均优于市场配方,并且价格上要远远低于使用气凝胶制备的涂料A。

空心玻璃微珠-聚丙烯复合材料的制备及力学物理性能

以空心玻璃微珠(HGB)为填料通过熔融共混法制备空心玻璃微珠/聚丙烯(PP)复合材料,使用马来酸酐接枝聚丙烯(MA-g-PP)作为相容剂,并对HGB进行表面改性处理,研究了空心玻璃微珠表面处理和含量对复合材料力学物理性能的影响。结果表明,经表面改性的HGB与PP基体的界面结合力强、HGB分布均匀;随空心玻璃微珠体积分数的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度都表现为先上升后下降的趋势;复合材料的密度逐渐下降。当空心玻璃微珠的体积分数为12%时,复合材料综合性能较好。

游离硼含量对空心玻璃微球耐压性能的影响

本实验通过将产品耐压性能不同的两组相同工艺制备的空心玻璃微球产品进行理化分析,分别对析出液进行电导率测试,对产品及析出液进行电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)和X射线光电子能谱(XPS)测试。测试结果表明,成分、粒径、密度方面相同的两种样品,ICP测试反映出HGM2析出液中游离硼元素比HGM1高8.6%,XPS测试反映出HGM2样品B/Si峰面积比HGM1少13%。表明在两组空心玻璃微球样品的结构中,硼元素参与玻璃化成键越充分,产品的耐压强度越高。而在水溶液中析出的含量可以作为反映产品强度性能的检测点和评价指标。本实验为空心玻璃微珠的制备工艺改进和应用工艺开发提供了理论依据。

预吸水空心玻璃微珠的内养护作用研究

本文采用预吸水空心玻璃微珠制备内养护砂浆,研究了预吸水空心玻璃微珠的释水特性及减缩效果,探明了内养护水在水泥水化进程中的作用,阐明了预吸水空心玻璃微珠的内养护作用机制。结果表明,空心玻璃微珠表面开孔孔径尺寸为1~20μm。在相对湿度为97.5%的环境中,预吸水空心玻璃微珠的释水百分比大于95%。将预吸水空心玻璃微珠引入内养护水后,随着内养护水胶比增加,内养护砂浆的自收缩逐渐减小。内养护水可以提高水泥浆体内部的相对湿度和水泥的水化程度,显著延长水泥浆体的湿度饱和期,从而减小混凝土/砂浆的早期自收缩。

氨基-磷酸改性铁基空心玻璃微珠催化剂用于天然气湿法氧化脱硫

目的为了避免常规天然气湿法氧化脱硫工艺中硫磺沉积引发的设备堵塞问题,开发了一种氨基-磷酸双官能团改性的铁基空心玻璃微珠(HGB)催化剂,用于脱硫-再生分步进行方案中脱硫富液的非均相催化氧化再生。方法采用红外光谱表征催化剂的结构。通过静态脱硫实验研究了硅烷偶联剂KH-550的配比、焙烧温度、FeCl 3投加量等因素对脱硫剂再生及脱硫效果的影响,并考查了催化剂的重复使用性能。结果氨基-磷酸改性铁基HGB催化剂可实现脱硫富液的有效再生,且能在酸性的脱硫液中保持稳定,在温度为300℃下焙烧6 h、HGB与KH-550质量比为1∶8、HGB与FeCl_(3)·6H_(2)O质量比为1∶5的条件下制备的铁基HGB催化剂具有最佳催化性能,对脱硫液重复再生3次后,脱硫液性能基本保持稳定。红外光谱分析结果表明催化剂结构保持完好。结论氨基-磷酸改性铁基HGB催化剂在天然气湿法氧化脱硫领域中对脱硫富液的再生具有较好的效果,可为目前脱硫富液的再生提供新的选择。

空心玻璃微珠对加成型有机硅灌封胶硫化性能的影响

通过不同方式对空心玻璃微珠填料表面进行处理,检测了填料滤液的pH值和电导率。利用有机硅灌封胶在硫化过程中黏度翻倍时间和失粘时间的变化趋势,研究了不同处理方式得到的空心玻璃微珠对有机硅灌封胶硫化性能的影响。实验结果表明:当硅乙烯基与硅氢物质的量比为1∶1时,加成型有机硅灌封胶硫化时间合适;不同处理方式的空心玻璃微珠滤液的pH值变化不大,但电导率差异明显;空心玻璃微珠的处理方式对有机硅灌封胶硫化性能和存放稳定性的影响差异也较大。其中,经乙烯基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、UM08处理后的微珠,其表面因杂质被有效去除或包裹,对加成型有机硅灌封胶的硫化性能和贮存稳定性影响较小。

空心玻璃微珠对双组分有机硅中空玻璃密封胶性能的影响

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107硅橡胶)为基础聚合物,重质碳酸钙和纳米碳酸钙为补强填料制得双组分有机硅中空玻璃密封胶的A组分。以黑色浆、交联剂、偶联剂和催化剂制得B组分。将占A组分质量0%、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的107硅橡胶,用等质量的空心玻璃微珠替代后制备密封胶,研究了空心玻璃微珠用量对A组分密度、黏度、挤出速率和成本的影响,以及对双组分密封胶表干时间、拉断时间、拉伸强度、断裂伸长率和耐老化性能的影响。结果表明,随着空心玻璃微珠用量从0增加到2.0%,A组分的密度和挤出速率、密封胶的断裂伸长率、单桶A组分成本降低,A组分黏度升高,混合后密封胶的表干时间和拉断时间缩短,密封胶的拉伸强度、热老化和水紫外老化性能均无明显变化。较佳的空心玻璃微珠用量为1.0%,此条件下制备双组分有机硅中空玻璃密封胶,A组分的密度为1.652 g/cm^(3)、黏度为228000 mPa·s、挤出速率为18 g/15 s,混合后密封胶的表干时间为47 min、拉断时间为75 min,固化后密封胶的拉伸强度为0.73 MPa、断裂伸长率为36.28%,单位体积A组分成本减少约0.5%。

空心玻璃微珠添加量对有机硅高导热灌封胶性能影响的实验研究

本实验以双组分加成型硅凝胶为主要原料,氧化铝为导热填料,添加空心玻璃微珠、铂金催化剂等制得低介电有机硅高导热灌封胶。研究了添加不同质量百分比的空心玻璃微珠增强导热灌封胶的力学性能、体积电阻率、导热系数、击穿电压和低介电常数。结果表明:随着空心玻璃微珠添加量的逐渐上升,灌封胶的黏度呈现逐渐上升趋势,导热系数、比重、介电常数等逐渐降低;当空心玻璃微珠的添加量达到3.0%时,灌封胶的导热系数降低至0.9W/mK,介电常数达到4.186(1mhz)。

改性空心玻璃微珠对约束层轻量化影响研究

为制备低密度、高模量的轻量化约束阻尼材料,使用A187对空心玻璃微珠表面进行改性处理,通过扫描电镜观察改性结果。进一步将改性后的空心玻璃微珠加入到约束阻尼涂料中,通过力学性能、极限氧指数、导热系数、复合损耗因子等测试,考察改性后的空心玻璃微珠对约束层各项性能的影响。结果表明:A187可以成功完成表面改性,随着空心玻璃微珠用量的增加,约束层密度降低、模量降低、黏度先降低后升高、氧指数提高、导热系数降低。添加6%改性空心玻璃微珠后,弯曲模量保持率为90.2%,密度降低16.67%,阻尼损耗因子整体温域仅少量降低,降低约束层密度的同时,保证了阻尼材料的降噪特性。

空心玻璃微珠抗等静压强度测试台的设计

根据空心玻璃微珠抗等静压强度(气压法)的测定方法,设计了一个测试台。该测试台采用电气比例阀和气控调压阀组合的方式,提升测试台的控制精度;采用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)控制的方式进行自动化控制;基于LabVIEW环境进行测试软件开发。经过测试验证了设计的测试台性能稳定,可靠性高。

用于ICF靶的空心玻璃微球的干凝胶法制备

为用干凝胶法制备用于ICF靶的空心玻璃微球（HGM）．研究了载气组份、温度和压力对成球过程和HGM品质的影响，优化了制备工艺参数。结果表明：提高载气中氦气的含量，有利于增加干凝胶粒子的成球率和HGM的纵横比；适当提高载气中氩气的含量，有利于提高HGM的表面质量。降低载气压力可以提高HGM的纵横比；升高载气温度可以提高干凝胶粒子成球率和HGM品质。当载气中氦气的体积分数在50％～80％，载气压力在（0．75～1．00）×10^5Pa，载气温度在1500～1650℃时．干凝胶粒子的成球率较高，HGM的球形度、同心度和表面光洁度较好。制备得到了直径100-500μm、壁厚0．5～3．0μm的HGM，其耐压强度、抗大气侵蚀性能和表面粗糙度等指标均满足ICF物理实验要求。

空心玻璃微珠／环氧复合材料的制备及性能研究

制备了空心玻璃微珠/环氧复合材料。通过力学性能、固化收缩率、热性能等测试考察了空心玻璃微珠粒径、填充量、硅烷偶联剂处理对树脂及固化物性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂改善了空心玻璃微珠与树脂基体的相容性。复合材料的力学性能随着空心微珠粒径减小而增大。随着空心微珠填充量的加大,固化物拉伸强度有所降低,冲击强度和弯曲强度在空心玻璃微珠质量分数为2%时达到最大值,比纯树脂分别提高了30%和34.2%,同时材料的固化收缩率和密度降低,玻璃化转变温度升高。

空心玻璃微珠制备方法及应用研究进展

空心玻璃微球(Hollow glass microspheres,HGM)是一种新型填料,具有质量轻、强度高、流动性好,隔热、耐腐蚀等优点,在众多领域具有广阔应用前景。本文介绍了空心玻璃微珠制备方法和应用研究进展,对不同制备方法存在的问题进行了归纳总结,指出了玻璃粉末法制备HGM技术是未来的发展趋势。同时详细介绍了近年来空心玻璃微珠的应用情况,并就我国空心玻璃微珠产业的发展进行了展望。

空心玻璃微珠化学镀银的研究

本文用甲醛 银氨溶液 ,对 3～ 10微米的空心玻璃微珠进行化学镀银 ,制备出了吸波用银包覆空心玻璃微珠粉体 ,并探讨了pH值、稳定剂及装载量对微珠化学镀银的影响。微珠粉末中银含量的测定和SEM观察结果表明 ,通过增加镀液中NaOH的含量、提高镀液的pH值 ,能够增加镀液中的银析出量 ,微珠表面的银包覆较为致密连续 ;稳定剂可阻止镀液的自分解 ,但会导致表面包覆层不致密 ;通过调整空心玻璃微珠的装载量 ,能够调节表面包覆银颗粒的粒径大小 ,控制镀银层的厚度 ,同时增加装载量 ,也能减少自分解现象。