深海用固體浮力材料的制備及其特性評價.pdf

1、本論文以E51型環(huán)氧樹脂為基體，空心玻璃微珠為輕質填料采用澆注法制備固體浮力材料。針對澆注法制備固體浮力材料時試樣內部氣體缺陷較多以及空心玻璃微珠與聚合物基體潤濕性較差的問題，提出了超聲處理工藝；為增強空心玻璃微珠與環(huán)氧樹脂基體之間的界面強度，研究了偶聯(lián)劑對固體浮力材料性能的影響；研究了空心玻璃微珠混合比例對固體浮力材料性能的影響；采用碳納米管原粉、羧化碳納米管以及氨化碳納米管作為增強相制備固體浮力材料，研究了碳納米管表面改性對固體浮力

2、材料性能的影響。論文得出主要結論如下：
　　1.對空心玻璃微珠/環(huán)氧樹脂預混料施加超聲處理后，固體浮力材料的壓縮性能得到明顯增強。當空心玻璃微珠含量為60vol%時，經(jīng)超聲處理后試樣的壓縮強度為39MPa，比壓縮強度為65MPa·cm3·g-1，比未經(jīng)超聲處理的試樣分別提高了15.4%和8.3%。超聲的線性交變振動作用使空心玻璃微珠在基體內部產生高頻振動，依附在空心玻璃微珠表面的氣體進入到基體內部并上浮逸出預混料，從而使試樣內部的

3、氣體缺陷減少，應力集中點減少，壓縮強度增加。
　　2.添加偶聯(lián)劑后，空心玻璃微珠與環(huán)氧樹脂基體之間形成了厚度約為1.2~1.5μm的過渡層，增強了空心玻璃微珠與環(huán)氧樹脂基體之間的界面結合性能。當裂紋經(jīng)環(huán)氧樹脂基體傳播到空心玻璃微珠時，一部分空心玻璃微珠發(fā)生剪切破壞；另一部分改變了傳播方向，消耗能量，從而增強了試樣的壓縮性能。
　　3.采用不同混合比例的K25型和S38HS以及K25和S60HS型空心玻璃微珠制備固體浮力材料。

4、研究發(fā)現(xiàn)，由于K25密度較低、壓縮強度較低，因此隨著K25含量的增加，試樣的密度逐漸減小，壓縮性能逐漸降低。由于 S60HS尺寸較小、壓縮強度較大，因此K25型和S60HS型混合空心玻璃微珠制備的固體浮力材料的壓縮性能優(yōu)于同比例的K25和S38HS制備的固體浮力材料。
　　4.氨基化碳納米管與環(huán)氧樹脂結合能力以及分散性較好，因此氨化碳納米管的增強效果優(yōu)于羧化碳納米管。當氨化碳納米管含量為0.3wt%時，固體浮力材料的壓縮性能最好，