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)代深潛技術的重要組成部分之一。隨著海洋開發(fā)科學的興起，潛水深度的增加以及使用環(huán)境的惡化，對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、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、吸水率測試、耐海水腐蝕測試等實驗方法和檢測手段，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、烷改性對基體樹脂固化物力學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固體浮力材料密度、空氣泡含量、力學性能以及耐水性能的影響，同時還分析了固體浮力材料的斷裂形態(tài)及破壞機理。
　　研究結果表明: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合力，有效地改善了固體浮力材料的力學性能，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性能和耐水性能改善效果

3、明顯。當微球S38填充量為60％時，固體浮力材料的壓縮強度為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S38填充量為10％～60％時，材料的密度從1.15g/cm3下降至0.68g/cm3。
　　③對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性能均要高。填充量對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，當填充量為10％～30％時，固體浮力材料的壓縮強度隨著填充量的增加變化并不明顯，當填充量大于30％時，隨著填充量的增加，固體浮力材料的壓縮強度，呈現(xiàn)下降趨勢。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度呈現(xiàn)增加趨勢，當填充量達

5、到50％后，強度下降。
　?、墚斂招牟Ａ⑶蛱畛淞啃∮?0％時，試樣的破壞主要表現(xiàn)為基體樹脂的剪切破壞。當填充量為50％時，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。當填充量大于50％時，試樣的破壞表現(xiàn)為空心玻璃微球壓碎引起的坍塌破壞。
　　⑤純環(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擴散特征，對比基體樹脂TDE-85、CYD-128和固化劑m-PDA、MeTHPA，由M