固體浮力材料的制備及性能研究.pdf

1、本論文針對固體浮力材料的制備技術(shù)與性能進(jìn)行研究，以環(huán)氧樹脂E51為基體、空心玻璃微珠S38HS為填充材料、碳納米管為增強(qiáng)體，制備低密度、高強(qiáng)度的固體浮力材料，本實(shí)驗(yàn)在系統(tǒng)分析空心玻璃微珠體積分?jǐn)?shù)對固體浮力材料性能影響的基礎(chǔ)上，研究了空心玻璃微珠表面活化處理，超聲處理及添加碳納米管等固體浮力材料的制備工藝，并對實(shí)驗(yàn)樣品的密度、強(qiáng)度、吸水性等性能進(jìn)行測算分析。
　　(1)對密度而言，隨著空心玻璃微珠體積分?jǐn)?shù)的增加，固體浮力材料的密度降

2、低。在制備空心玻璃微珠/環(huán)氧樹脂固體浮力材料時(shí)會引入空氣泡，所以固體浮力材料的實(shí)際密度普遍低于材料的計(jì)算密度。
　　(2)當(dāng)空心玻璃微珠含量較低時(shí)，樹脂基體是固體浮力材料承壓主體;當(dāng)空心玻璃微珠含量較高時(shí)，空心玻璃微珠是承壓主體。當(dāng)空心玻璃微珠體積分?jǐn)?shù)大于40％時(shí)，隨著空心玻璃微珠體積分?jǐn)?shù)的增加，其破碎程度變大，固體浮力材料的抗壓強(qiáng)度和壓縮功降低。當(dāng)空心玻璃微珠的體積分?jǐn)?shù)處于40％～60％區(qū)間時(shí)，固體浮力材料的比壓縮強(qiáng)度較高，即材

3、料的抗壓強(qiáng)度和密度達(dá)到平衡都很理想，比較符合使用條件。
　　(3)對吸水性而言，在一定范圍內(nèi)（空心玻璃微珠體積分?jǐn)?shù)60％以下），隨著空心玻璃微珠體積分?jǐn)?shù)的增加，固體浮力材料的吸水率減小。但是當(dāng)空心玻璃微珠體積分?jǐn)?shù)超過60％時(shí)，固體浮力材料的吸水率非常大。隨著時(shí)間的延長，固體浮力材料的吸水速率不斷下降。固體浮力材料在鹽水中的吸水率普遍小于在蒸餾水中的吸水率。
　　對空心玻璃微珠進(jìn)行偶聯(lián)劑活化處理，可以改善空心玻璃微珠與環(huán)氧樹脂

4、的結(jié)合性，有效提高固體浮力材料的力學(xué)性能。嘗試向固體浮力材料中加入碳納米管，并探究其對固體浮力材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加碳納米管能夠有效提高固體浮力材料的力學(xué)性能。
　　嘗試使用超聲處理碳納米管，探究碳納米管在基體中的分散性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對碳納米管施加超聲，可以減小碳納米管團(tuán)的尺度，提高碳納米管在基體中的分散性，從而對固體浮力材料的力學(xué)性能起到積極的影響。但是，只有當(dāng)碳納米管的含量較高時(shí)，碳納米管才會在基體中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的團(tuán)