noticias

Microesferas de vidro ocase os seus materiais compostos

Os materiais de flotabilidade sólidos de alta resistencia para aplicacións en augas profundas están compostos xeralmente por medios reguladores da flotabilidade (microesferas ocas) e compostos de resina de alta resistencia. Internacionalmente, estes materiais alcanzan densidades de 0,4–0,6 g/cm³ e resistencias á compresión de 40–100 MPa, e foron amplamente utilizados en diversos equipos de augas profundas. As microesferas ocas son materiais estruturais especiais cheos de gas. En función da súa composición material, divídense principalmente en microesferas compostas orgánicas e microesferas compostas inorgánicas. A investigación sobre microesferas compostas orgánicas é máis activa, con informes que inclúen microesferas ocas de poliestireno e microesferas ocas de polimetacrilato de metilo. Os materiais utilizados para preparar microesferas inorgánicas inclúen principalmente cenosferas de vidro, cerámica, boratos, carbono e cinzas volantes.

Microesferas de vidro ocas: definición e clasificación

As microesferas de vidro ocas son un novo tipo de material de micropo esférico inorgánico non metálico con excelentes propiedades, como tamaño de partícula pequeno, forma esférica, peso lixeiro, illamento acústico, illamento térmico, resistencia ao desgaste e resistencia a altas temperaturas. As microesferas de vidro ocas utilizáronse amplamente en materiais aeroespaciais, materiais de almacenamento de hidróxeno, materiais de flotabilidade sólidos, materiais de illamento térmico, materiais de construción e pinturas e revestimentos. Xeralmente divídense en dúas categorías:

① As cenosferas, compostas principalmente de SiO2 e óxidos metálicos, pódense obter a partir de cinzas volantes producidas durante a xeración de enerxía nas centrais térmicas. Aínda que as cenosferas son menos caras, teñen unha pureza baixa, unha ampla distribución de tamaño de partícula e, en particular, unha densidade de partículas xeralmente superior a 0,6 g/cm3, o que as fai inadecuadas para a preparación de materiais de flotabilidade para aplicacións en augas profundas.

② Microesferas de vidro sintetizadas artificialmente, cuxa resistencia, densidade e outras propiedades fisicoquímicas poden controlarse axustando os parámetros do proceso e as formulacións das materias primas. Aínda que son máis caras, teñen unha gama de aplicacións máis ampla.

Características das microesferas de vidro ocas

A aplicación xeneralizada de microesferas de vidro ocas en materiais de flotabilidade sólidos é inseparable das súas excelentes características.

1.Microesferas de vidro ocasteñen unha estrutura interna oca, o que resulta nun peso lixeiro, baixa densidade e baixa condutividade térmica. Isto non só reduce significativamente a densidade dos materiais compostos, senón que tamén lles confire un excelente illamento térmico, illamento acústico, illamento eléctrico e propiedades ópticas.

② As microesferas de vidro ocas teñen forma esférica e presentan as vantaxes dunha baixa porosidade (recheo ideal) e unha mínima absorción de polímeros polas esferas, polo que teñen pouco impacto na fluidez e viscosidade da matriz. Estas características dan lugar a unha distribución razoable de tensións no material composto, mellorando así a súa dureza, rixidez e estabilidade dimensional.

③ As microesferas de vidro ocas teñen unha alta resistencia. Esencialmente, as microesferas de vidro ocas son esferas seladas de paredes finas con vidro como compoñente principal da carcasa, o que presenta unha alta resistencia. Isto aumenta a resistencia do material composto mantendo unha baixa densidade.

Métodos de preparación de microesferas de vidro ocas
Hai tres métodos principais de preparación:
① Método en po. A matriz de vidro pulverízase primeiro, engádeselle un axente espumante e, a continuación, estas pequenas partículas pásanse por un forno de alta temperatura. Cando as partículas se abrandan ou se funden, xérase gas dentro do vidro. A medida que o gas se expande, as partículas convértense en esferas ocas, que logo se recollen mediante un separador ciclónico ou un filtro de manga.

② Método de gotas. A unha determinada temperatura, unha solución que contén unha substancia de baixo punto de fusión sécase por pulverización ou quéntase nun forno vertical de alta temperatura, como na preparación de microesferas altamente alcalinas.

③ Método de xel seco. Este método emprega alcóxidos orgánicos como materias primas e implica tres procesos: preparación dun xel seco, pulverización e formación de escuma a alta temperatura. Os tres métodos teñen certos inconvenientes: o método do po produce baixas taxas de formación de perlas, o método das gotas produce microesferas con pouca resistencia e o método do xel seco ten custos elevados das materias primas.

Substrato de material composto de microesferas de vidro oco e método composto

Para formar un material de flotabilidade sólido de alta resistencia conmicroesferas de vidro ocas, o material matriz debe posuír excelentes propiedades, como baixa densidade, alta resistencia, baixa viscosidade e boa lubricidade coas microesferas. Os materiais matriz empregados na actualidade inclúen resina epoxi, resina de poliéster, resina fenólica e resina de silicona. Entre elas, a resina epoxi é a máis empregada na produción real debido á súa alta resistencia, baixa densidade, baixa absorción de auga e baixa contracción por curado. As microesferas de vidro pódense combinar con materiais matriz mediante procesos de moldeo como fundición, impregnación ao baleiro, moldeo por transferencia de líquidos, apilamento de partículas e moldeo por compresión. É importante salientar que, para mellorar a condición interfacial entre as microesferas e a matriz, tamén é necesario modificar a superficie das microesferas, mellorando así o rendemento xeral do material composto.