notícies

Microesferes de vidre buidesi els seus materials compostos

Els materials de flotabilitat sòlida d'alta resistència per a aplicacions en aigües profundes generalment estan compostos de medis reguladors de la flotabilitat (microsesferes buides) i compostos de resina d'alta resistència. Internacionalment, aquests materials aconsegueixen densitats de 0,4–0,6 g/cm³ i resistències a la compressió de 40–100 MPa, i s'han utilitzat àmpliament en diversos equips d'aigües profundes. Les microesferes buides són materials estructurals especials plens de gas. Segons la seva composició material, es divideixen principalment en microesferes compostes orgàniques i microesferes compostes inorgàniques. La investigació sobre microesferes compostes orgàniques és més activa, amb informes que inclouen microesferes buides de poliestirè i microesferes buides de polimetacrilat de metil. Els materials utilitzats per preparar microesferes inorgàniques inclouen principalment cenosferes de vidre, ceràmica, borats, carboni i cendres volants.

Microesferes de vidre buides: definició i classificació

Les microesferes de vidre buides són un nou tipus de material de micropols esfèric inorgànic no metàl·lic amb excel·lents propietats com ara una mida de partícula petita, forma esfèrica, pes lleuger, aïllament acústic, aïllament tèrmic, resistència al desgast i resistència a altes temperatures. Les microesferes de vidre buides s'han utilitzat àmpliament en materials aeroespacials, materials d'emmagatzematge d'hidrogen, materials de flotabilitat sòlida, materials d'aïllament tèrmic, materials de construcció i pintures i recobriments. Generalment es divideixen en dues categories:

① Les cenosferes, compostes principalment de SiO2 i òxids metàl·lics, es poden obtenir a partir de cendres volants produïdes durant la generació d'energia a les centrals tèrmiques. Tot i que les cenosferes són menys cares, tenen una puresa deficient, una àmplia distribució de mida de partícula i, en particular, una densitat de partícules generalment superior a 0,6 g/cm3, cosa que les fa inadequades per a la preparació de materials de flotabilitat per a aplicacions en aigües profundes.

② Microesferes de vidre sintetitzades artificialment, la resistència, densitat i altres propietats fisicoquímiques de les quals es poden controlar ajustant els paràmetres del procés i les formulacions de matèries primeres. Tot i que són més cares, tenen una gamma d'aplicacions més àmplia.

Característiques de les microesferes de vidre buides

L'aplicació generalitzada de microesferes de vidre buides en materials de flotabilitat sòlids és inseparable de les seves excel·lents característiques.

1.Microesferes de vidre buidestenen una estructura interna buida, la qual cosa resulta en un pes lleuger, baixa densitat i baixa conductivitat tèrmica. Això no només redueix significativament la densitat dels materials compostos, sinó que també els dota d'un excel·lent aïllament tèrmic, aïllament acústic, aïllament elèctric i propietats òptiques.

② Les microesferes de vidre buides tenen forma esfèrica i presenten els avantatges d'una baixa porositat (farciment ideal) i una mínima absorció de polímer per part de les esferes, cosa que té poc impacte en la fluïdesa i la viscositat de la matriu. Aquestes característiques donen lloc a una distribució raonable de tensions en el material compost, millorant així la seva duresa, rigidesa i estabilitat dimensional.

③ Les microesferes de vidre buides tenen una alta resistència. Essencialment, les microesferes de vidre buides són esferes segellades de paret fina amb vidre com a component principal de la closca, que presenten una alta resistència. Això augmenta la resistència del material compost alhora que manté una baixa densitat.

Mètodes de preparació de microesferes de vidre buides
Hi ha tres mètodes principals de preparació:
① Mètode en pols. Primer es polvoritzeu la matriu de vidre, s'hi afegeix un agent escumant i, a continuació, aquestes petites partícules es passen per un forn d'alta temperatura. Quan les partícules s'estoven o es fonen, es genera gas dins del vidre. A mesura que el gas s'expandeix, les partícules es converteixen en esferes buides, que després es recullen mitjançant un separador ciclònic o un filtre de bossa.

② Mètode de gotes. A una temperatura determinada, una solució que conté una substància de baix punt de fusió s'asseca per polvorització o s'escalfa en un forn vertical d'alta temperatura, com en la preparació de microesferes altament alcalines.

③ Mètode de gel sec. Aquest mètode utilitza alcòxids orgànics com a matèries primeres i implica tres processos: preparar un gel sec, polvoritzar i formar escuma a alta temperatura. Tots tres mètodes tenen certs inconvenients: el mètode de la pols produeix taxes de formació de perles baixes, el mètode de les gotes produeix microesferes amb poca resistència i el mètode de gel sec té un cost elevat de les matèries primeres.

Substrat de material compost de microesferes de vidre buides i mètode compost

Per formar un material de flotabilitat sòlid d'alta resistència ambmicroesferes de vidre buides, el material matriu ha de posseir propietats excel·lents, com ara baixa densitat, alta resistència, baixa viscositat i bona lubricitat amb les microesferes. Els materials matriu utilitzats actualment inclouen resina epoxi, resina de polièster, resina fenòlica i resina de silicona. Entre aquests, la resina epoxi és la més utilitzada en la producció real a causa de la seva alta resistència, baixa densitat, baixa absorció d'aigua i baixa contracció de curat. Les microesferes de vidre es poden combinar amb materials matriu mitjançant processos de modelat com ara fosa, impregnació al buit, modelat per transferència de líquids, apilament de partícules i modelat per compressió. És important destacar que per millorar la condició interfacial entre les microesferes i la matriu, també cal modificar la superfície de les microesferes, millorant així el rendiment general del material compost.