深海浮力材料的研制

以环氧树脂为基体,选用低分子聚酰胺树脂为固化剂,液体聚硫橡胶为增韧剂,并填充经表面活化处理的空心玻璃微珠,制得高强度、低密度、低吸水率的深海浮力材料。结果表明,随着空心玻璃微珠用量的增加,深海浮力材料的密度、压缩强度和冲击强度均逐渐降低,而吸水率上升。当固化剂TY–203的质量分数为环氧树脂的1/2、增韧剂液体聚硫橡胶的质量分数为10%、改性空心玻璃微珠的质量分数为35%时,制得深海浮力材料的综合性能较好,密度为0.633 g/cm3、压缩强度为45.21 MPa、冲击强度为36.39 J/m、吸水率为0.67%。     

轻质环氧复合材料的制备与性能研究

制备了一种以空心玻璃微珠为填充材料的轻质环氧复合材料,确定了材料的固化工艺,并对不同型号的空心玻璃微珠进行了筛选.研究了玻璃微珠填充量对材料密度及力学性能的影响.研究发现,复合材料的密度随空心玻璃微珠填充量的加大呈现先降低后略有升高的趋势;拉伸强度和压缩强度均随填充量的增加而减小;拉伸弹性模量和压缩弹性模量随着填充量提...     

空心玻璃微珠填充阻燃HIPS材料的性能研究

采用一种新型的空心玻璃微珠材料,经过熔融共混技术制备了一种空心玻璃微珠填充阻燃HIPS材料。通过数字化化冲击仪,垂直燃烧(UL 94)、维卡软化点温度测试仪和扫描电镜等测试方法,研究了空心玻璃微珠填充阻燃HIPS材料的综合性能。结果表明:空心玻璃微珠填充阻燃HIPS材料具有较低的密度,较好的耐热性,稳定的阻燃性能,当添加量超过5%时,对材料韧性影响较大,需要采用表面处理技术来提高其与树脂基体的结合力。     

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。     

空心玻璃微珠填充MC尼龙复合材料的研究

对空心玻璃微珠填充铸型(MC)尼龙进行了系列研究,考察了空心玻璃微珠含量、粒径及表面处理对MC尼龙性能的影响。结果表明,空心玻璃微珠改性MC尼龙复合材料的物理性能和力学性能优良,当加入10％表面处理的空心玻璃微珠时,制品的收缩率下降,热变形温度提高20℃以上,制品具有填料分布均匀、外观光泽优良等优点。与未处理的空心玻璃微珠相比,填充经表面处理空心玻璃微珠的复合材料拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率分别提高了15．7％、12．2％和246％。空心玻璃微珠的粒径愈小,复合材料的力学性能愈好。一定用量的玻璃微珠填充MC尼龙不仅可以使材料保持较好的力学性能和耐热性能,而且能够降低MC尼龙复合材料的成本。     

国内空心玻璃微珠/环氧树脂基固体浮力材料研究进展

从提高压缩强度、降低吸水率、降低密度三个方面对国内空心玻璃微珠/环氧树脂基固体浮力材料的研究进展进行综述,并对空心玻璃微珠/环氧树脂基固体浮力材料的未来发展方向进行了展望。     

环氧树脂基固体浮力材料的研制及表征

采用空心玻璃微珠填充环氧树脂研制固体浮力材料。间苯二胺 (MPD)、顺丁烯二酸酐 (MA)、二氨基二苯砜(DDS)及 593四种固化剂对比研究表明,MPD和DDS环氧树脂固化体系轴向压缩强度可达 210MPa。γ 氨丙基三乙氧基硅烷(KH—550)偶联剂在无机玻璃微珠与有机环氧树脂的复合过程中,可增加环氧树脂与微珠之间的亲合,电镜照片观察到微珠与环氧树脂间无界面沟隙,粘结界面均匀。空心玻璃微珠质量填充量为 25%时,复合材料密度降低至 0. 61g/cm3,轴向压缩强度仍能保持在 40MPa以上。     

BMI树脂基轻质耐压复合材料的制备及性能研究

采用空心玻璃微珠填充改性双马来酰亚胺(BMI)树脂,研究了玻璃微珠用量和粒径以及表面处理的玻璃微珠,对材料压缩性能以及吸水性的影响。结果表明小粒径(10μm)较大粒径(70μm)玻璃微珠填充改性双马来酰亚胺树脂的压缩强度降低缓慢,经表面处理后可获得最佳效果。少量地加入玻璃微珠可降低环氧树脂的吸水性,但随着玻璃微珠含量的增大,体系的吸水性会随之增加。当玻璃微珠含量为30%时,复合材料密度降至0.74gcm3,压缩强度仍可以达到68.5MPa。     

碳纳米管增强固体浮力材料性能研究

采用超声分散和模具浇注成型法制备环氧树脂/多壁碳纳米管/空心玻璃微珠固体浮力材料。研究了碳纳米管用量对固体浮力材料密度、压缩性能及吸水性的影响。结果表明:当空心玻璃微珠体积分数为60%时,随着碳纳米管用量的增加,复合材料的压缩强度先提高后降低;当碳纳米管用量为0.1%时,复合材料的压缩强度最高(44.03 MPa),密度为0.572 g/cm3,吸水率低于1.0%;随着碳纳米管用量的增加,固体浮力材料的压缩强度和密度降低,吸水率提高。     

空心玻璃微珠填充PP复合材料的结构与性能研究

采用偶联剂KH－550处理空心玻璃微珠，在宽广的用量范围内考察了玻璃微珠含量对PP复合材料拉伸强度、冲击强度、流变性能的影响；研究了复合材料的耐热性能和相态结构，对材料冲击断裂面进行了扫描电镜分析。研究结果表明：与未活化的玻璃微珠相比，填充活化玻璃微珠的复合材料的拉伸强度、冲击强度明显提高；一定用量的玻璃微珠填充PP不仅可以使材料的力学性能和耐热性能保持较好，而且能够降低PP复合材料的成本。     

环氧树脂复合泡沫材料的制备研究

以缩水甘油酯环氧树脂(EP)、酸酐固化剂和空心玻璃微珠为主要原料,通过添加一定的活性稀释剂,高温固化制备了EP复合泡沫材料。研究了空心玻璃微珠的表面改性对复合泡沫材料性能的影响。结果表明,复合泡沫材料性能与空心玻璃微珠的表面性能密切相关,当EP/固化剂/稀释剂的质量比为100/120/15、KH-560改性的空心玻璃微珠用量为30份时,所制备的复合泡沫材料密度为0.826 g/cm3,压缩强度达115.8 MPa,比强度为140.2。     

Properties of heat resistant hollow glass microsphere/phosphate buoyancy materials with different coatings

The heat resistant buoyancy materials were fabricated by the molding method using the aluminum dihydric phosphate as the matrix and hollow glass microspheres as the filler, respectively. In order to improve the waterproof performance of the buoyancy, two strategies, adding the B₄C additives and introducing the silica-based coatings, were adopted. The study showed that the samples with the B₄C content of 10 wt% possessed the optimal comprehensive performance, such as low density (0.540 g/cm³) and low water absorption (29.6%). The effect of the coating types and coating times on the density, water absorption, compressive strength and specific strength of the buoyancy materials were also studied. After 4 times of coating, the density and the compressive strength of the sample increased to 0.62 g/cm³ and 6.0 MPa, respectively; the water absorption of the samples greatly decreased to 10%. Besides, all samples exhibited significant pseudoductility. The buoyancy materials with the above superior properties can be potentially used in the deep see fields.     

深潜用固体浮力材料的研究进展

简要介绍了化学泡沫复合材料、微球复合泡沫材料和轻质复合材料三种固体浮力材料及国内外固体浮力材料的技术发展概况。化学泡沫材料由于压缩强度低,应用受到限制;轻质复合材料由于随着浮力材料制备技术的进步,已逐渐被微球复合材料取代;微球复合材料由于填充刚性的空心微球,可以应用于水深超过4000 m或环境较为恶劣的情况。     

Preparation and characterization of three phase epoxy syntactic foam filled with carbon fiber reinforced hollow epoxy macrospheres and hollow glass microspheres

The present study focuses on the preparation and characterization of three phase epoxy syntactic foam (ESF) filled with carbon fiber reinforced hollow epoxy macrospheres (CFR‐HEMS) and hollow glass microspheres (HGMS). The ESF was produced by embedding CFR‐HEMS into a mixture of epoxy‐hardener and 30 wt% HGMS. An innovative approach and simple procedure was implemented in the preparation of CFR‐HEMS where expanded polystyrene (EPS) beads were used as initiation template. The EPS beads were coated with epoxy resin and carbon fiber using “rolling ball method,” and these coated EPS beads were later cured and post‐cured at high temperature which will shrink the EPS beads thus producing a hollow macrosphere structure. The compressive property of ESF was characterized and the mechanical model was issued. The ESF (450 kg/m³, 30.74 MPa) can withstand 2049 m water pressure and provide 550 kg/m³ buoyancy, the higher strength are due to the fiber spherical x–y network throughout the macrosphere epoxy matrix, which can give some support to the preparation of buoyancy material used in deepwater oil exploration. POLYM. COMPOS., 37:497–502, 2016. © 2014 Society of Plastics Engineers     

Syntatic foam pultrusion

A simple circular pultruded rod was used to evaluate the mechanical and economic performance of four commercially available hollow spherical fillers (microbubbes). The incorporation of such glass or silicate microbubbes in a pultruded rod produced a decrease in density, strength and modulus. However, the loss of strength and modulus was more than compensated for by the decrease in density so that a 50 percent material cost saving was possible without any sacrifice in flexural or torsional properties. Thus for simple profile (rods, bars. Panels) the use of hollow spherical fillers can be economically advantageous in reducing material costs. The syntactic pultrusions posses many of the desirable properties of wood such as toughess, low density, high strength and stiffness plus the ability to accommodate nails and screws. The operating conditions of the pultruder wee normal with the exception that half as much force was needed on the puller and the pultruder would only operate satisfactorily when the resin/glass fiber/microbubble concertrations were within specified boundaries. Pyrex type glass bubbles were found to be less prone to damage during processing and performed better than silicate type microbubbles.     

SMC轻量化初步探究

为实现SMC轻量化,通过模压工艺,从原材料选型、配方设计以及工艺过程控制三个方面对轻质SMC(片状模塑料)进行了探究。首先,通过研究不同类型中空玻璃微珠(HGS)对制品比重、光亮度以及弯曲强度的影响发现,VS5500和H40适合作为轻量化SMC轻质填料,制品的设计密度和真实密度比较接近,且力学性能损失较小。其次,通过配方设计,研究了中空微珠用量、增稠剂类型以及增稠剂用量对制品比重的影响。同时研究了玻纤含量和树脂类型对制品力学性能的影响。研究结果表明,轻质SMC的设计密度不能过低,否则制品中HGS的破损比例将会增加。研究发现EK100作为增稠剂,树脂糊前期粘度可以有效控制,后期粘度快速上升,可以有效防止中空微珠相分离的发生。此外,随着玻纤含量从25%增加到30%,制品力学性能呈现增加趋势,弯曲强度从148 MPa增加到172 MPa,但随着玻纤进一步提高,弯曲强度反而出现大幅度衰减,降到140 MPa。通过研究三种不同类型树脂对制品外观和力学性能的影响,使用P18-03树脂压制的制品外观最好,其弯曲强度为172 MPa,满足汽车外饰件力学性能要求。最后,通过工艺过程控制,研究了微珠处理工艺对制品比重的影响。结果表明,烘干处理的HGS可以有效降低树脂糊的水含量,从而保证树脂糊后期粘度可以达到适合模压的窗口。     

中空玻璃微球和增塑剂改性ACM的性能研究

采用物理共混的方法制备了中空玻璃微球填充的ACM复合材料,研究了硅烷偶联剂WD-40对中空玻璃微珠形态及复合材料性能的影响,考察了不同含量的中空玻珠微球和增塑剂DOP对复合材料性能的影响。结果表明:经过表面处理的中空玻璃微球与ACM的相容性显著提高,控制合适的中空玻璃微球和DOP添加量可获得力学性能最优的ACM复合材料。     

聚氨酯弹性体在固体浮力材料上的应用

固体浮力材料是一种低密度、高强度多孔结构材料。将聚氨酯弹性体喷涂在材料表面作为阻水层使用,能有效降低材料吸水率和体积变形率,对提高固体浮力材料水下使用安全性和可靠性具有重要意义。     

三维中空复合材料天线罩的有限元结构分析

某类型天线罩外形尺寸较大,减重要求高,三维中空复合材料可满足该类型天线罩透波和结构高强的要求。针对上述使用要求和实际工况,选择三维中空织物复合材料为主体结构,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料为补强面层,制备三维中空结构天线罩,采用有限元分析软件建立三维中空结构天线罩的有限元模型,对该类型天线罩在使用工况下的刚度、强度和稳定性进行分析,其计算结果满足刚度、强度和稳定性的要求,并通过压力试验验证中空夹层天线罩的变形量与有限元分析结果保持一致,从而指导该天线罩的铺层设计、优化及材料的选用。