空心玻璃微球填充環(huán)氧樹脂固體浮力材料研究.pdf

1、固體浮力材料是現(xiàn)代深潛技術(shù)的重要組成部分之一。隨著海洋開發(fā)科學(xué)的興起，潛水深度的增加以及使用環(huán)境的惡化，對(duì)固體浮力材料的密度、耐水、耐壓以及耐海水腐蝕等性能提出了更高的要求。因此，對(duì)固體浮力材料的研究和開發(fā)具有重要意義。
　　本文采用空心玻璃微球填充環(huán)氧樹脂制備了輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐水的固體浮力材料。利用掃描電子顯微鏡、傅里葉紅外光譜、壓縮試驗(yàn)、吸水率測(cè)試、耐海水腐蝕測(cè)試等實(shí)驗(yàn)方法和檢測(cè)手段，系統(tǒng)地研究了環(huán)氧樹脂、固化劑以及端環(huán)氧基硅氧

2、烷改性對(duì)基體樹脂固化物力學(xué)性能和耐水性能的影響，探討了空心玻璃微球的粒徑、填充量以及表面活化處理對(duì)固體浮力材料密度、空氣泡含量、力學(xué)性能以及耐水性能的影響，同時(shí)還分析了固體浮力材料的斷裂形態(tài)及破壞機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明:①空心玻璃微球的表面活化處理改善了空心玻璃微球與環(huán)氧樹脂間的相容性和界面結(jié)合力，有效地改善了固體浮力材料的力學(xué)性能，耐水性能和耐海水性能。在空心玻璃微球填充量較大的情況下，固體浮力材料的力學(xué)性能和耐水性能改善效果

3、明顯。當(dāng)微球S38填充量為60％時(shí)，固體浮力材料的壓縮強(qiáng)度為114.7 MPa，吸水率為1.36％，較未改性微球填充制備的固體浮力材料壓縮強(qiáng)度提高了6.1％，吸水率降低了73.8％。
　?、诠腆w浮力材料的密度隨空心玻璃微球填充量的增加而下降，填充量越大，空氣泡含量越高，與理論值差值越大。當(dāng)S38填充量為10％～60％時(shí)，材料的密度從1.15g/cm3下降至0.68g/cm3。
　?、蹖?duì)比不同粒徑的微球填充制備的固體浮力材料，

4、在相同填充量的前提下，粒徑小的空心玻璃微球填充制備的固體浮力材料密度和力學(xué)性能均要高。填充量對(duì)固體浮力材料的影響規(guī)律隨粒徑的不同而有所不同。由大粒徑的S38制備的固體浮力材料，當(dāng)填充量為10％～30％時(shí)，固體浮力材料的壓縮強(qiáng)度隨著填充量的增加變化并不明顯，當(dāng)填充量大于30％時(shí)，隨著填充量的增加，固體浮力材料的壓縮強(qiáng)度，呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。而由小粒徑S60HS制備的固體浮力材料中，隨著填充量的增加，固體浮力材料的壓縮強(qiáng)度呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，當(dāng)填充量達(dá)

5、到50％后，強(qiáng)度下降。
　?、墚?dāng)空心玻璃微球填充量小于40％時(shí)，試樣的破壞主要表現(xiàn)為基體樹脂的剪切破壞。當(dāng)填充量為50％時(shí)，試樣的破壞表現(xiàn)為基體樹脂的剪切破壞和空心玻璃微球壓碎引起的坍塌破壞的綜合破壞形式。當(dāng)填充量大于50％時(shí)，試樣的破壞表現(xiàn)為空心玻璃微球壓碎引起的坍塌破壞。
　?、菁儹h(huán)氧樹脂固化物在蒸餾水中的吸水規(guī)律表現(xiàn)出典型的Fick擴(kuò)散特征，對(duì)比基體樹脂TDE-85、CYD-128和固化劑m-PDA、MeTHPA，由M