中空微球对硅橡胶基绝热材料性能的影响

研究了中空玻璃微球和中空酚醛微球对硅橡胶绝热材料工艺性能、绝热性能、烧蚀性能和密度的影响。结果表明:二者均能显著降低材料的密度和热导率;预处理工艺不仅可以改善材料的工艺性能,而且可大幅度提高材料的拉伸强度和扯断伸长率。中空酚醛微球对材料综合性能的影响明显优于中空玻璃微球。     

中空玻璃微球/碳酸钙/玻璃纤维毡/硅树脂多相复合材料的导热及力学性能研究

以中空玻璃微球、碳酸钙和玻璃纤维毡为原料,采用模压成型的方法制得中空玻璃微球/碳酸钙/玻璃纤维毡复合材料。用稳态法测试复合材料的热导率。通过一系列静态压缩、拉伸和弯曲实验,研究了中空玻璃微球填充量对复合材料强度的影响,并分析了影响原因。研究结果表明:在添加5.0%(wt,质量分数,下同)中空玻璃微球和40.0%碳酸钙条件下,制得的复合材料的密度达到1.434g/cm3,热导率达到0.145W/(m·℃),拉伸强度达到17.10MPa、弯曲强度达到2.33MPa、压缩强度达到87.28MPa。碳酸钙填充量越多,复合材料密度越大,热导率越大,力学性能也增强。     

聚氨酯改性环氧及其应用

综述了环氧树脂增韧的途径，介绍了聚氨酯、环氧的结合方式。聚氨酯环氧可采用多种方式结合，对环氧树脂、聚氨酯树脂进行改性，制得的聚氨酯环氧材料性能优良，可用作灌浆材料，耐磨材料、防水涂料和止水材料，适合于水工、土木工程的防护和修补。     

中空玻璃微球/聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂KH550和KH560对中空玻璃微球进行改性,以均苯四甲酸二酐和4,4′-二氨基二苯醚为原材料,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用原位聚合法制得中空玻璃微球/聚酰亚胺复合薄膜。通过红外光谱和扫描电子显微镜对中空玻璃微球的改性情况进行表征。结果表明:硅烷偶联剂成功接枝到了玻璃微球表面。随着玻璃微球质量分数的提高,复合薄膜的力学性能在一定程度上有所下降,但介电常数却有明显的降低。填充未改性空心中空玻璃微球的复合薄膜,其介电常数从3.5降至2.4,KH550改性后的复合薄膜的介电常数最低可以达到2.0左右。     

热膨胀微球增强剪切增稠胶/聚氨酯泡沫复合材料的力学性能

使用热膨胀微球和水为发泡剂制备剪切增稠胶增强聚氨酯泡沫.采用正交实验法选取了制备剪切增稠胶/聚氨酯泡沫复合材料的最佳工艺.研究了热膨胀微球含量对剪切增稠胶/聚氨酯泡沫的密度、压缩强度、静态吸能量等力学性能的影响.研究结果表明,130℃下剪切增稠胶质量分数为15％,异氰酸酯指数为0.9,热膨胀微球质量分数为3％时制备的泡沫性能最佳.另外,热膨胀微球的加入会使体系的黏度发生变化,影响发泡效果.添加热膨胀微球不仅使泡沫的密度减小,而且使泡沫的压缩强度和静态吸能量增大.利用热膨胀微球可制备出轻质的吸能材料.     

热固性环氧泡沫材料的研究进展

热固性环氧泡沫材料因具有优异的性能而在夹芯材料领域具有广泛应用,并成为新的研究热点.总结了近年来的新型制备技术、新型结构泡沫材料以及空心微球填充环氧合成泡沫的研究概况,详细概述了环氧泡沫材料的改性研究新进展,包括在泡沫基体中引入新基团/新组分、短切纤维增强、纳米材料改性、橡胶粒子改性等.     

PLGA改性聚氨酯微球的制备及性能研究

以聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乙二醇(PEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用预聚—扩链—中和—分散法制备PLGA改性聚氨酯水溶液,然后采用钙离子(Ca~(2+))的交联作用凝聚成PLGA改性聚氨酯微球。优化了合成条件,并对PLGA改性聚氨酯微球进行了傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征,研究了PLGA含量和pH对微球降解性能的影响,以盐酸四环素(TH)为模型药物研究微球体外释药情况。结果表明,在降解反应初期微球的降解速率较大,而后趋于平稳,微球在碱性环境降解性能优于酸性环境,载药微球的载药量为0.83%,包封率为59.17%,载药PLGA改性聚氨酯微球的累积释药率可达74%。     

一种中空二氧化硅微球掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液的研究

采用化学方法制备了一种中空二氧化硅微球掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液,并采用扫描电镜、投射电镜、热失重、紫外-可见光吸收和涂膜力学性能等测试手段对该中空二氧化硅微球掺杂聚氨酯分散体及其涂膜的微观结构、热、光和力学等性能进行研究.实验结果表明,该乳液具有良好的室温贮存稳定性能,中空二氧化硅微球与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应.中空二氧化硅微球的掺杂改性不仅能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,显著提高水性聚氨酯涂膜的硬度和耐水性,同时该掺杂聚氨酯涂膜还具有优异的抗紫外光能力.     

路用水性环氧改性乳化沥青组成优化及耐久性能评价

为提升改性乳化沥青在道路领域的使用品质和耐久性，制备了多种水性环氧改性乳化沥青，基于拉伸性能优化了改性乳化沥青配比，研究了水性环氧改性乳化沥青的黏附性能、黏度、干燥时间、相容性和粘结性能，分析了水性环氧改性乳化沥青粘结性能与其拉伸性能、黏附性能的关联性，采用湿热老化、冻融循环和氙灯光照老化等方式模拟复杂气候条件对水性环氧改性乳化沥青的破坏作用，以经老化处理后的残留拉伸、黏附和粘结性能及处理前后各项性能的变化率作为评价指标，基于熵权的理想点法综合评价了水性环氧改性乳化沥青的耐久性能。结果表明：水性环氧树脂能够有效提升乳化沥青的拉伸强度和黏附性能，水性环氧改性乳化沥青具备较好的流动性和适宜的干燥时间，且水性环氧树脂与乳化沥青具有较好的相容性，建议水性环氧树脂掺量为15%～25%(质量分数，下同)。水性环氧改性乳化沥青的粘结性能与其力学强度和黏附性能具有较强的关联性。水性环氧改性乳化沥青经湿热老化、冻融循环或氙灯光照老化处理后拉伸、黏附和粘结等性能保持率为84%～92%,聚氨酯改性后的水性环氧改性乳化沥青表现出更好的耐久性能，聚氨酯改性双酚A型E-51水性环氧改性乳化沥青的综合耐久性能最佳。     

有机硅改性聚氨酯微球的合成及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己内酯二元醇(PCL)、端羟基聚二甲基硅氧烷(DHPDMS)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,通过自乳化的方法合成DHPDMS改性聚氨酯微球。考察了n(NCO)/n(OH)、DHPDMS的质量分数、DHPDMS的分子量、乳化时间和CaCl2浓度对改性聚氨酯溶液外观、黏度(η)、溶胀率(Sw)以及微球的形态和硬度等性能的影响。并通过FTIR和SEM表征微球的化学结构和表面形态结构。FTIR表明硅氧键引入到聚氨酯中;SEM照片显示改性聚氨酯微球为表面多孔隙球形,直径为2 mm左右,内有空腔,空腔直径为1 mm左右。结果表明,DHPDMS质量分数为8%、分子量为4500时改性聚氨酯微球的耐水性和力学性能都有明显的提高。     

空心玻璃微珠对阻尼固体浮力材料力学性能影响研究

通过空心玻璃微珠（HGB）的体积分数、粒径、偶联剂改性等系列实验,总结分析了空心玻璃微珠对阻尼固体浮力材料力学性能的影响。结果表明,随着空心玻璃微珠体积分数的增加,浮力材料的吸水率逐渐增大,而密度、压缩强度和阻尼损耗因子逐渐降低;随着空心玻璃微珠粒径的增大,浮力材料的吸水率和阻尼损耗因子逐渐增加,而密度、压缩强度逐渐减小;添加偶联剂可有效改善空心玻璃微珠与环氧树脂的界面结合性,提高浮力材料的性能。      

树脂基深水浮力材料压缩性能研究

为探究空心微珠填充量对树脂基深水浮力材料压缩性能的影响以及材料压缩破坏机理,基于Mori-Tanaka及Turesanyi方法对空心微珠填充环氧树脂基深水浮力材料的有效弹性模量及压缩强度进行了理论预测.制备了空心微珠填充环氧树脂基深水浮力材料,对不同空心微珠填充比的材料体系进行了单轴压缩试验,并通过扫描电镜观察了材料断裂面微观形貌.结果表明:随着空心微珠填充量增加,材料体系耐压强度降低,模量上升,且实验结果与理论预测吻合情况较好;空心微珠破损是深水浮力材料破坏的根本因素.     

固体浮力材料用中空环氧大珠的制备及性能研究

以发泡聚苯乙烯(EPS)泡沫球、环氧树脂、硅灰石纤维为原材料,采用喷涂法制备了中空环氧大珠并研究了硅灰石纤维添加量、目数和表面改性对中空环氧大珠性能的影响。结果表明:使用200目经过表面改性的硅灰石纤维且硅灰石纤维和环氧树脂添加比例在0.8∶1到1∶1之间时,得到的中空环氧大珠密度为0.3 g/cm^3,抗压强度为6 MPa,能够满足固体浮力材料实际使用需求。     

环氧树脂基固体浮力材料的制备及性能研究

实验采用低密度空心玻璃微珠(HGMS)填充脂环族环氧树脂E-4221制备固体浮力材料。讨论了环氧树脂E-4221体系的固化工艺制度和树脂体系配方对固化环氧树脂材料强度的影响,测得固化树脂产物压缩强度范围值100～150 MPa。分析了树脂配方以及玻璃微珠体积含量对最终固体浮力材料性能的影响,通过优化条件制备出抗压强度在40～70 MPa之间,密度范围在0.5～0.7 g/cm3,吸水率低于0.2%的固体浮力材料,最后对浮力材料的压缩断面做了简要分析。     

Bioinspired self-healing of advanced composite structures using hollow glass fibres

Self-healing is receiving an increasing amount of worldwide interest as a method to autonomously address damage in materials. The incorporation of a self-healing capability within fibre-reinforced polymers has been investigated by a number of workers previously. The use of functional repair components stored inside hollow glass fibres (HGF) is one such bioinspired approach being considered. This paper considers the placement of self-healing HGF plies within both glass fibre/epoxy and carbon fibre/epoxy laminates to mitigate damage occurrence and restore mechanical strength. The study investigates the effect of embedded HGF on the host laminates mechanical properties and also the healing efficiency of the laminates after they were subjected to quasi-static impact damage. The results of flexural testing have shown that a significant fraction of flexural strength can be restored by the self-repairing effect of a healing resin stored within hollow fibres.     

Hollow glass microsphere composites: preparation and properties

Composites consisting of bonded hollow glass microspheres are promising for constructions in which materials are needed that combine a high Young's modulus with a low density. The elastic properties of ideally bonded hollow glass microsphere composites are predicted theoretically. Heat-treated castings of quartz glass microspheres approach the theoretical Young's modulus from below. The best result achieved was a Young's modulus of about 1 GPa with a strength of about 0.8 MPa at a density of about 180 kg m^–3. This was obtained with a casting of quartz glass microspheres, bonded with mono-aluminium phosphate. Composites made by pressing of appropriate microsphere/ binder mixtures, followed by heating, had a density that was lower than for castings but had a Young's modulus far below the theoretical value.     

高性能空心玻璃微球的力学特性研究

高性能空心玻璃微球具有许多优异的性能。作为复合材料的关键原料之一,其力学性质对复合材料的性能起决定性的作用。系统介绍了高性能空心玻璃微球抗压强度影响因素如粒径分布、壁厚和密度等基本物理力学性质的表征方法和手段。从统计研究和个体研究两个方面分别论述了空心玻璃微球统计与个体强度的研究方法。综述了壁厚、密度和表面修饰等对微球统计强度的影响,形状因子和抗拉强度对单个球体等静压强度的影响以及壁厚和直径对单个球体单轴压缩强度的影响。     

空心玻璃微珠/环氧树脂固体浮力材料模压成型工艺及性能

借鉴陶瓷材料模压成型工艺提出了适用于环氧树脂基固体浮力材料制备的真空辅助模压成型自由固化方法，实现了固体浮力材料制备过程中成型与固化环节的分离，为高性能固体浮力材料的制备提供了新方法。以环氧树脂(E-4221)为基体，空心玻璃微珠(Hollow glass microsphere, HGMS)做填充材料，采用模压成型自由固化方法制备高HGMS体积分数的HGMS/E-4221固体浮力材料，研究了HGMS体积分数、成型压力对HGMS/E-4221固体浮力材料密度、抗压强度、吸水率等性能的影响。结果表明，真空辅助模压成型自由固化方法适用于HGMS体积分数为65%~67%的HGMS/E-4221固体浮力材料制备，所获得的HGMS/E-4221固体浮力材料密度为0.621~0.655 g/cm3，适用深度可达到8 000~10 000 m。      

环氧树脂复合泡沫材料的压缩力学性能

对空心玻璃微珠填充环氧树脂复合泡沫材料进行了准静态压缩实验, 研究了材料的宏观压缩力学性能, 并提出了弹性模量和屈服强度的预测公式。此外, 对压缩试件的断口进行了宏、细观观察, 研究了材料的压缩破坏机理。结果表明, 复合泡沫材料在压缩过程中, 具有普通泡沫材料的应力-应变曲线的典型特征, 在应变为2 %左右时材料发生屈服, 在应变大于30 %后发生破坏。此外, 材料的杨氏模量和强度均随密度的减小而下降, 预测公式给出的结果与实验值基本一致。压缩试件断口的宏、细观观察表明, 复合泡沫材料主要的破坏形式为剪切引起的弹塑性破坏。      

Quasi-static uni-axial compression behaviour of hollow glass microspheres/epoxy based syntactic foams

Hollow glass microspheres/epoxy foams of different densities were prepared by stir casting process in order to investigate their mechanical properties. The effect of hollow spheres content and wall thickness of the microspheres on the mechanical response of these foams is studied extensively through a series of quasi-static uni-axial compression tests performed at a constant strain rate of 0.001 s^?1. It is found that strength of these foams decreases linearly from 105 MPa (for the pure resin) to 25 MPa (for foam reinforced with 60 vol.% hollow microspheres) with increase in hollow spheres content. However, foams prepared using hollow spheres with a higher density possess higher strength than those prepared with a lower one. The energy absorption capacity increases till a critical volume fraction (40 vol.% of the hollow microspheres content) and then decreases. Failure and fracture of these materials occur through shear yielding of the matrix followed by axial splitting beyond a critical volume fraction.