高性能空心玻璃微珠制备技术与生产工艺2013年度执行报告

该课题在"十一五"承担任务的工作基础上,开展高性能空心玻璃微珠的工程化技术研究,以实现高性能空心玻璃微珠的批量生产,进而为固体浮力材料的国产化奠定坚实的物质基础。本课题2013年工作进展顺利,主要工作内容如下:(1)深化密度为(0.38±0.02)g/cm3的空心玻璃微珠的研制工作。通过比对试验,在压力为5500 psi时,T38的破损率为33.75%,VS5500的破损率为44.09%,课题所研制的密度为(0.38±0.02)g/cm3的空心玻璃微珠耐压性能优于3M公司同密度产品;(2)进行空心玻璃微珠表面改性探索性研究,为空心玻璃微珠/树脂体系的结合提供依据;(3)海山公司采用相关空心玻璃微珠样品,进行浮力材料制备,并根据实验结果进行工艺优化、配方调整等工作,并进行固体浮力材料性能测试,开展批量生产线规划工作;(4)进行固体浮力材料海上试验:其中,搭载"深海海洋仪器设备规范化海上试验"2013年度航次进行绞车吊放试验,并通过第三方独立检验,验证了课题研制的空心玻璃微珠制成的固体浮力材料样块吸水率性能达到课题任务书指标要求。同时进行了课题研制空心玻璃微珠与国外空心玻璃微珠制成的固体浮力材料的比对测试,试验结果表明两者吸水率性能相当。另外,通过潜标试验验证了课题研制的空心玻璃微珠制成的固体浮力材料样块水下长期吸水率性能达到课题任务书指标要求。     

空心玻璃微珠填充环氧树脂的性能与结构研究

研究了空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料的密度、压缩强度及破坏形式,并利用SEM定性和定量地分析了微珠在树脂基体中的分散效果.结果表明,玻璃微珠的加入,能有效降低材料的密度,提高材料的比压缩强度,当空心玻璃微珠体积分数在55%左右时,材料的比压缩强度最大,玻璃微珠表面与树脂基体间界面粘结状况最好,此时玻璃微珠在树脂基体中均匀分散.     

经编间隔织物/空心玻璃微珠增强环氧树脂基复合材料的弯曲性能

通过将经编间隔织物、空心玻璃微珠增强体与环氧树脂基体单独以及共同复合,制成了3种新型环氧树脂基复合材料.对3种复合材料进行了三点弯曲试验,通过试验获得材料的弯曲强度和弯曲模量,以及对样品断面的破坏形貌分析,发现3种材料的弯曲及比弯曲性能均优于纯环氧树脂,而由经编间隔织物以及空心玻璃微珠二者共同增强的新型三相环氧树脂基复合材料具有最好的弯曲及比弯曲性能.     

玻璃微珠、橡胶粉末填充聚丙烯复合材料吸能特性

采用单轴压缩试验分别对空心玻璃微珠( HGB)和丁腈橡胶粉末( PNBR)填充的聚丙烯( PP)复合材料进行压缩性能和吸能特性研究,通过测定基于摆锤冲击试验的冲击韧性对材料的吸能能力进行验证,并采用扫描电子显微镜观察材料的微观形貌. 结果表明:空心玻璃微珠增加聚丙烯的刚度并降低延展性,粉末丁腈橡胶减小聚丙烯的刚度并提高延展性;吸收相同能量时,粉末丁腈橡胶/聚丙烯体系产生的应力响应最小;根据吸能效率,空心玻璃微珠/聚丙烯体系的设计应力应高于粉末丁腈橡胶/聚丙烯体系;理想吸能效率的最大值出现在相对平缓的屈服阶段;冲击试验结果证明空心玻璃微珠和粉末丁腈橡胶都能改善聚丙烯的吸能特性.     

四种空心玻璃微珠复合新材料研制成功

我院李守仁、赵书兰、林惠兰、梅其志四位同志经过一年时间的努力,研制成功了四种空心玻璃微珠复合材料,H 型玻璃微珠尼龙、W 型玻璃微珠尼龙、W 型玻璃微珠海绵橡胶和 W 型玻璃微珠硬质橡胶。该项科研成果于1985年2月15日通过省级技术鉴定。鉴定会由省科委主持,在我院召开,会议邀请了省、市有关科研单位、大专院校及一些工厂的专家、教授等专业技术人员     

疏水矿物对高强自密实混凝土流动性能及强度的影响

采用石墨、滑石粉和空心玻璃微珠3种疏水矿物配制C60自密实混凝土,通过测试混凝土的工作性能、流变性参数以及抗压强度,研究疏水矿物对高强自密实混凝土流动性能和力学性能的影响.结果表明:在一定的掺量和细度范围内,空心玻璃微珠和适量滑石粉可显著提升新拌混凝土的工作性能,降低拌和物的屈服应力和黏度;但滑石粉质量分数达15％时会...     

钇化合物对聚丙烯／空心玻璃微珠复合材料性能的影响

采用化学沉积法以六水硝酸钇对空心玻璃微珠的表面进行改性,利用力学性能测试仪、流变仪、差热扫描量热仪、X射线衍射仪等设备评估了该稀土化合物对聚丙烯／空心玻璃微珠复合材料的力学强度、流变性能、结晶性能和晶型结构的影响．实验结果表明：硝酸钇能明显改善复合材料的界面相容性,随着改性液中六水硝酸钇浓度的增加,复合材料的力学强度呈现先增加后降低的趋势,最佳质量分数为0．5％;同时,当复合材料中空心玻璃微珠的填充量为20％时,与空心玻璃微珠未改性相比,改性后复合材料的拉仲强度、冲击强度和结晶温度分别提高了38．5％、33．8％和4．2℃;此外,该改性剂具有成核作用,可促进聚丙烯β型晶的形成．     

空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料力学性能试验研究

在制备了不同配比改性空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料的基础上,对不同填充质量比的改性空心玻璃微珠(HGB)填充环氧树脂复合材料进行了准静态拉、压,简支冲击,应力松弛,动态力学行为等试验,得出了不同配比下材料的弹性模量、拉压强度、冲击韧度、应力松弛率、玻璃化转变温度等参数。试验发现,空心玻璃微珠的加入对材料的各项力学性能均产生了明显的改变。随玻璃微珠配比增加,材料的弹性模量、拉压强度大体上均呈现明显降低趋势;而冲击韧度、应力松弛率则有明显增强趋势;填充比为10%左右材料的耐热性最佳。以上研究发现对此类复合材料的研究和应用具有参考意义。     

空心玻璃微珠填充聚合物合成深海高强浮力材料

以环氧树脂为基体材料,填充大量空心玻璃微珠制备密度低、强度高的固体浮力材料.通过研究不同的固化体系,筛选出最佳固化剂间苯二胺(MPD)、4,4'-二氨基二苯砜(DDS).对空心玻璃微珠进行表面改性处理,提高和聚合物的相容性,从而增加掺加量.通过系统优化试验,获得了密度0.61～0.75g·cm-3,压缩强度40～68.96MPa,且吸水率很低的深海安全浮力材料.     

人造微珠表面改性及其在水泥浆中的应用

通过氨基硅烷偶联剂对人造高强度空心玻璃微珠(简称人造微珠)表面进行改性处理,降低人造微珠表面的吸湿性,减少结块现象。使用改性人造微珠制备了低密度油井水泥浆,并对水泥浆性能进行了评价,结果表明,改性后的人造微珠不破坏水泥浆的各项性能,与其他材料配伍性良好。