玻璃微珠填充改性聚合物研究进展
空心玻璃微珠增强泡沫材料的研究和应用进展
空心玻璃微珠增强泡沫材料的研究和应用进展路瑶;林佩洁;赵华蕾;王燕萍;王依民【摘要】空心玻璃微珠是一种新型无机填料，经表面改性后，与发泡基体复合，制备新型复合泡沫材料。
同传统发泡材料相比，该复合材料质轻且机械性能优异，在航天航空以及深海开发等领域，特别是制备浮力材料方面，应用前景广阔。
文章综述了空心玻璃微珠表面改性方式、空心玻璃微珠/发泡体复合材料的发泡方法和成型工艺，在此基础上对近年来国内外研究和应用现状进行了介绍。
%Hollow glass beads (HGB) are a new type of inorganic filler.Together with resin matrix,they are a-ble to produce novel compsite foams after surface modification .Compared to ordinary foams , the composites have light weight and excellent mechanical properties .The outstanding properties of HGB filled foams lead to wide usage in the fields of aerospace and deep sea development ,especially in preparing buoyancy materials .The ways to modify HGB,methods of foaming and molding process are reviewed in this article ,and what is more ,the research and appli-cation progress accomplished recently at home and abroad are introduced as well .【期刊名称】《合成技术及应用》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】6页(P18-23)【关键词】空心玻璃微珠;泡沫材料;表面改性;无机填料【作者】路瑶;林佩洁;赵华蕾;王燕萍;王依民【作者单位】东华大学材料科学与工程学院，上海 201620;东华大学材料科学与工程学院，上海 201620;东华大学材料科学与工程学院，上海 201620;东华大学材料科学与工程学院，上海 201620;东华大学材料科学与工程学院，上海 201620; 东华大学纤维材料改性国家重点实验室，上海 201620【正文语种】中文【中图分类】TU532.6;TQ328泡沫塑料是一种以树脂为主体，内部含有许多微小泡孔的塑料制品。
空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料力学性能试验研究
增 塑剂为 邻苯 二 甲酸 二丁酯 ，消泡剂 为二 甲基硅 油 。分 别制 备 了空心 玻 璃微 珠 配 比为 ０ ％、１ ％、
２ 、 ３ 、 ５ 、 ｌ ％ 、 １ ％ 、 ２ ％ 、 ２ ％ 、 ３ ％ ％ ％ ％ ０ ５ ０ ５ ０
（ 百分 比为空心玻璃微珠 与环氧树脂加 上固化剂 的 质量 比） 不等 的 １ ０组复 合材料 ， 分别 编制为Ｎｏ １ ．～ Ｎｏ ０ ．１ 。具体制备过程 如下： １ 空心玻璃微珠 的预处理 。首先 将空心玻璃 ）
李慧剑 ，梁 希 ，何长军 ，佘 为
（ 燕山大学 建 筑工程与力学学院 ，河北 秦皇岛 ０６ ０ ６ ０４）
摘 要 ：在 制 备 了 不 同配 比改 性 空 心玻 璃 微 珠 填 充环 氧 树 脂 复合 材 料 的 基 础上 ，对 不 同填 充 质 量 比 的改 性 空 心 玻 璃 微 珠 （ Ｂ 填 充 环 氧 树 脂 复 合 材料 进 行 了准 静 态 拉 、 压 ， 简 支冲 击 ，应 力松 弛 ，动 态 力 学行 为等 试 验 ， ＨＧ ） 得 出 了不 同配 比下 材料 的弹 性 模 量 、拉 压 强 度 、冲 击 韧 度 、 应 力松 弛 率 、玻 璃 化 转 变 温 度 等 参 数 。试 验 发 现 ， 空 心 玻璃 微 珠 的加 入 对材 料 的各 项 力 学 性 能均 产 生 了明显 的改 变 。 随 玻璃 微 珠 配 比 增加 ，材 料 的 弹性 模 量 、 拉 压 强 度 大体 上 均 呈 现 明 显 降低 趋 势 ； 而冲 击 韧 度 、应 力 松 弛 率 则 有 明 显增 强趋 势 ；填 充 比为 １％左右 材 料 的 耐 ０ 热 性 最佳 。 以上 研 究 发现 对 此 类 复 合材 料 的 研 究和 应 用 具 有 参考 意 义 。 关 键 词 ：空 玻 璃微 珠 ；环 氧 树脂 ；复 合 料 ； 力学 性 能 中图 分 类号 ：Ｔ ３ ２ Ｂ ３ 文献 标 识 码 ：Ａ Ｄ ： １ ． ６ ０ｉ ｎ１ ０ —９ Ｘ． １ ．１０ ８ ＯＩ Ｏ３ ９ ．ｓ ．０ ７７ １ ２ １０ ．０ ９ ｓ ０
聚合物共混改性填充改性
聚合物共混改性原理
填充及增强改性的意义
填料不仅具有降低聚合物材料的成本的作用，更重要 的是改善聚合物的某些性能，甚至赋予聚合物材料某 些特殊功能，从而拓展聚合物的应用领域。同时，某 些填料的应用使聚合物材料的环保性增强。
聚合物共混改性原理
填充增强改性的重要性
➢ 它是获得具有独特功能新型高分子化合物最便宜的途径。 ➢ 它是在保证使用性能要求的前提下降低塑料制品成本最有效
聚合物共混改性原理
用途
1) 增量，降低成本。 2) 提高制品的耐热性，例如在聚丙烯中添加40％的CaCO3，其
热变形温度可提高20℃左右。 3) 改进塑料的散光性，起到遮光或消光的作用。 4) 改善塑料制品的电镀性能或印刷性能。 5) 减少制品尺寸收缩率，提高尺寸稳定性。
聚合物共混改性原理
二﹑硅酸盐
聚合物共混改性原理
填料的性质
一﹑填料的几何形态
部分矿物颗粒的几何形状与尺寸对比特征
聚合物共混改性原理
对于片状填料，表征其几何形态的重要参数是径厚比，即片状颗粒的 平均直径与厚度之比。
对于纤维状填料，往往采用长径比的概念，即纤维状颗粒的长度与平 均直径之比。
粒径是表征填料颗粒粗细程度的主要参数。一般来说填料的颗粒粒径 越小，假如它能分散均匀，则填充材料的力学性能越好，但同时颗粒 的粒径越小，要实现其均匀分散就越困难，需要更多的助剂和更好的 加工设备，而且颗粒越细所需要的加工费用越高，因此要根据使用需 要选择适当粒径的填料。
硫酸钡能吸收X射线和γ射线，可用于防护高能辐射的塑料材料。由于其 密度高，适用于要求高密度的填充塑料材料，如音响材料、鱼网网坠等， 此外由于硫酸钡粒子球形度高，填充硫酸钡的塑料的表面光泽要优于使 用同等份数的其它无机矿物填料的填充塑料。
论玻璃微珠在塑料改性中的应用
论玻璃微珠在塑料改性中的应用作者：冯振涛来源：《科技创新与应用》2019年第21期摘要：玻璃微珠是一类性能很高的材料，其在有机材料中具有易分散的特征。
玻璃微珠在塑料改性中得到了充分应用，玻璃微珠的应用极大程度推进了新兴产业的发展。
玻璃微珠改良了塑料制品，在很大程度上提高了塑料的力学性能，同时保障塑料具有足够的耐热性能，而且玻璃微珠能够均匀地分散到塑料的基体内，提升了塑料制品的比强度值，由此可见，玻璃微珠在塑料改性中有着很大的优势，文章主要探讨玻璃微珠在塑料改性中的应用。
关键词：玻璃微珠；塑料；改性中图分类号：TQ320 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）21-0181-02Abstract： Glass beads are a kind of materials with high properties， which are easy to disperse in organic materials. Glass beads have been fully used in plastic modification， and the application of glass beads has greatly promoted the development of new industries. The glass beads improve the plastic products and the mechanical properties of the plastics to a great extent， ensuring that the plastics have sufficient heat resistance， thereby can be uniformly dispersed into the plastic matrix. It can be seen that glass beads have great advantages in plastic modification. This paper mainly discusses the application of glass beads in plastic modification.Keywords： glass beads； plastics； modification塑料是现代社会生活中经常用到一类制品，塑料的使用过程中也对塑料制品提出了一些改良要求，比如承载能力、耐高温、耐化学腐蚀等，塑料改良的过程中使用了玻璃微珠，玻璃微珠是改良塑料性能的主要材料，玻璃微珠是由Al2O3和SiO2组成的，这类材料的压缩性能非常强，具有抗腐蚀、耐高温的特性，将其应用到塑料改性中，有助于提升塑料的整体性能，提高塑料的安全性能，更重要的是保障塑料在日常生活中的稳定性。
空心玻璃微珠和PP—g—MAH对PP力学性能及结晶性能的影响
表 ２为 试 样 的 力 学 性 能 。 由 表 ２ 可 知 ， ＨＧＢ和 Ｐ — — Ｐ ｇ ＭＡＨ 的加 入 对 复 合 材料 力 学性 能有 较 大影 响 。分 析 １ ～４ 试 样 的数 据 ， 着 随 ＨＧＢ质 量分 数 的增 加 ， 合 材 料 的拉 伸 强 度 表 复 现 出先 升后 降 的趋 势 ， ＨＧ 当 Ｂ质 量分 数 为 １ Ｏ 时， 其拉 伸 强度 高于 纯 Ｐ Ｐ的 ， 随着 ＨＧＢ质 量 分 数 的进 一步 增加 拉 伸强 度逐 步下 降 。ＨＧ 的加 Ｂ 入 对 复合材 料 弯 曲强度 的影 响 最 大 ， ＨＧＢ质 随
ＨＧＢ掺 量 达 到 ２ ， ５ ＨＧＢ整 体 分 布 依 然 比较
均匀。
容剂 ， 的加入 提高 了 Ｐ 它 Ｐ基 体 与 ＨＧ 的结 合 Ｂ 力 ， 而改 善 了复合 材料 的力 学性 能 。 进
综 合 分析 来看 ， 当 ＨＧ 适 Ｂ的加 入 可 提高 复
但 图 １ ａ ～ 图 １ ｃ 都能 观察 到 微珠 脱 落 留 （） （） 下 的 空 洞 ， 明 经 过 硅 烷 偶 联 剂 表 面 处 理 的 说
力 有所 增强 。 ２ ２ 力学 性能 ．
却 时 即可 生 成 。１ 谱 图 显 示 在 （ １ ） （ ４ ） １０ ， ０ ０ ， （３） （ １） １ ０ ，１ １ 面上 有强 衍射 峰值 ， 晶呈 ａ晶型 ； 结 对 比图 ２中 １ 和 ４ 衍射 峰 ， 没有 产 生新 的衍 并
空 心玻 璃 微 珠 （ Ｂ） １种 密 度 低 、 动 ＨＧ 是 流
作 为填 充 聚 丙 烯 （ Ｐ 的 界 面相 容 剂 ， Ｐ ） 已有 文 献
改性玻璃纤维填充UHMWPE材料制作及其性能概述.doc
改性玻璃纤维填充UHMWPE材料制作及其性能概述第一章绪论1.1.UHMWPE 的性能与应用UHMWPE 是聚乙烯聚合物PE）的一种，是由乙烯加聚而成的高分子化合物，在分子结构中仅含有C、H两种元素，分子量在150 万以上。
聚乙烯是通用合成聚合物中产量最大的品种[1]，种类繁多，应用广泛，UHMWPE作为其中的一种，由于性能优异，且价格低廉，可被广泛应用于工业、农业、包装及日常生活中，正受到越来越广泛的关注，得到越来越深入的研究[2, 3]。
UHMWPE 在微观结构上的特点赋予了其优异的宏观性能，如较平衡的物理力学性能和良好的化学惰性等。
将UHMWPE 的性能与应用简介如：UHMWPE 为粉末状固体，密度为0.936-0.964g/cm3。
密度是讨论PE 聚合物时最常用的描述指标之一，往往通过密度就可以对UHMWPE的物理性能做出大致的判断[4]。
对UHMWPE 而言，密度通常和结晶度密切相关，从某种程度上讲样品的密度也揭示了UHMWPE 的结晶情况。
密度受样品分子量、支链含量以及制备工艺等多个因素的影响。
当其他条件相近时，样品的密度会随着支链含量、分子量以及结晶速率的下降而增加，随取向度的增加而增加[5, 6]。
UHMWPE 具有良好的拉伸力学性能、弯曲性能、冲击性能等机械性能。
拉伸力学性能通常是表征聚合物物理力学性能的首要数据。
UHMWPE 具有比较大的杨氏模量，说明材料具有优异的刚性，不容易发生形变。
屈服应力很高，材料能承受的载荷较大。
断裂拉伸比，即样品在拉伸断裂时的长度与初始长度的比值较小，为3。
断裂应力较小，很大程度上也是由于断裂伸长率较小的原因。
..1.2.UHMWPE 复合材料的成型与加工PE 只有通过加工成型才能获得所需的形状、结构和性能，成为有价值的材料与制品。
PE 主要是通过熔融加工过程成型为各种产品，在加工时要经历一定温度下熔体流动过程。
常用加工成型方法有挤出、注塑、吹塑、热成型、纺丝[12]等，均属于熔融成型过程，因此，必须对PE 进行熔融或溶解使之成为聚合物流体。
我国空心玻璃微珠制备技术进展与发展方向
1背景玻璃微珠是指直径几微米到几毫米的实心或空心玻璃珠,有无色和有色之分。
直径0.8mm 以上的称为细珠；直径0.8mm 以下的称为微珠[1]。
空心玻璃微珠（hollow glass microspheres ,HGM)又分为天然空心玻璃微珠譬如粉煤灰空心玻璃微珠和人造空心玻璃微珠，人造空心玻璃微珠按照生产工艺又分为珍珠岩玻化微珠和空心玻璃微珠两类。
上世纪五十年代初，英国的一家火电厂在向附近咸水湖倾倒粉煤灰时，发现总有一层灰白色粉末漂浮在水面上。
在显微镜下，这些粉末状物体原料是珍珠般空心玻璃微珠，它们的直径在20~200μm 间，壳体厚度为直径的5%~30%不等，其主要成分为SiO 2、Al 2O 3、CaO、MgO、Na 2O、K 2O 等，当时英国人称之为“飞灰”[2]。
武汉青山热电厂是“一五计划”期间苏联援建中国的156个重点工业项目之一、上世纪50年代山海关内第一座高温高压火电厂、湖北最大的火力发电厂，粉煤灰也是武汉青山热电厂的主要排放物，投产后也一直排放到附近的岱山湖，截至1987年，投产近三十年，排放粉煤韩复兴（安阳贝利泰陶瓷有限公司，安阳456300）本文回顾了空心玻璃微珠的发展历程，并对制备技术现状、应用技术现状生产和发展方向进行了分析，最后建议企业做好顶层设计、走绿色智慧发展道路、在技术创新和应用技术创新方面实现重点领域突破。
生产制造方法；固相玻璃粉末法；液相喷雾法；软化学法；表面改性；应用技术(1972-),男,河南洛阳人,本科,材料工程师,主要从事无机非金属材料及制品绿色化和功能化研究,E -mail:han⁃***************。
s Reserved.灰达500多万吨，不仅湖被填平，而且高出地面9m，造成溃坝18余次[3]。
同样是往湖里倾倒粉煤灰，细心的科学家发现了空心玻璃微珠，粗心、不重视环境的企业不仅处理不了空心玻璃微珠，因电厂粉煤灰中含有50%~70%的空心玻璃微珠，造成资源严重浪费，而且严重危害生态环境。
微波改性废胶粉-玻璃微珠-粘土复合填充环氧树脂的研究
环 氧树脂 Ｅ ４ （ Ｐ） 工 业 品 ， 一４ Ｅ ， 广州 市 东风 化 工 实 业有 限公 司产 品． 释剂 （ Ｅ Ｐ 、 心玻 璃 微 珠 稀 Ｔ Ｂ ）空
（ ＨＧＭ） 偶联 剂 ＫＨ５ Ｏ 固化 剂 Ｄ 、 ６、 ＡＴＡ， 由广 州 南
飞 贸 易 有 限 公 司 提 供． 胶 粉 （ 废 ＷＲ ： 径 １ ０ Ｐ） 粒 ５ ｍ， 州增 城 市发 兴 橡 胶 塑 料有 限公 司产 品． 性 广 改 蒙 脱土 ， 实验室 自制 ． 本 ］
１ 的 Ｎａ ０ ＯＨ 溶 液和 丙 酮溶 液反 应 约 １ｈ 用 蒸 馏 ，
水洗 涤后在 ６ Ｏ℃下 干燥 ， 过筛 后获得 预处理废 胶粉 （ Ｐ ）将 它放 在微 波反 应 器 Ｌ ＷＲ １ ． ＷＭＣ ２ １中微 波 －０ 脱硫 获得 改性 废胶 粉 （ Ｐ ） 空 心 玻 璃 微 珠加 入 ＷＲ ２ ．
和改性 蒙 脱 土 ， 用 超 声 波 振 动 ２ ｉ， 却 至 室 再 ０ｒ ｎ 冷 ａ 温后 ， 加入 稀 释剂 及 固化剂 ， 拌 均 匀 ， 搅 放入 真 空 干
超 声 波 清 洗 器 中超 声 振 动 ２ ｉ ， 后 加 入 ＨＧＭ１ ０ｒ ｎ 然 ａ
入， 废胶 粉与 环氧树 脂形 成物 理交 联点 ， 当受 到 外力
作用 ， 物理交 联点 能够 引起 应力松 弛 ， 而 能够 提 高 从
复合 材 料 的拉 伸强 度 ， 随着 废胶 粉用 量 的增加 ， 但 废
脂 复 合 材 料 的 冲 击 强度 ， 量 的 改 性 ＨＧＭ 可 以提 高 复 合 材 料 的 适
和 弯 曲 强 度 ， 改 善 复 合 材 料 的热 并
稳定 性． 机 改 性 蒙 脱 土 环 氧树 脂 复 合 材 料 呈 现 韧 性 断 裂 ， 面 精 细 和 高 的 树 脂 基 体 与 改 性 ＨＧＭ 界 面 有 断 粘结． 关 键 词 ： 氧 树 脂 ； 胶 粉 ；空心 玻 璃 微 珠 ； 合 材 料 环 废 复
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杨伟等圈通过对玻璃微珠填充Ｐ６ Ａ 应力一 应变
行为和力学性能的研究发现， 低含量玻璃微珠填充 体系在拉伸过程中出现二次屈服现象。玻璃微珠的 加入， 能同时起到增强和增刚作用， 微珠粒径越小， 效果越显著。随着微珠用量增加， 屈服强度增大， 在 微珠含量 ｒ 一 ％时出现最大值， ｏ １ ５ 而后略有降低； 弹性模量、 弯曲强度和弯曲模量则呈线性增长， 在微
１ 玻璃微珠改性聚合物的界面
玻璃微珠属于极性水不溶物质， 当它被分散到 极性小的有机聚合物中， 因极性的差别， 会造成两者 相容性不好， 直接或过多地填充易导致复合材料某 些力学性能的 下降及易脆化等缺点， 从而给制品的
加工性能和使用性能带来负面影响。因此必须对微 珠表面进行适当处理， 通过化学反应或物理方法使
伸弹性模量； 为与填料的几何形状和界面粘接等 Ａ 有关的常数；为基体的 ， 泊松比。 梁基照等通过对玻璃微珠填充 Ｐ 复合材料的 力学性能的研究发现， 采用玻璃微珠填充 Ｐ 可明 显提高复合材料的刚性。填充体系随微珠体积分数 ｖ 的增加，。 ， Ｅ 呈非线性形式增大， 而拉伸屈服强度 则相反， 在相同条件下， 小粒径玻璃微珠填充体系的 拉伸弹性模量和拉伸屈服强度稍高于大粒径玻璃微 珠填充体系， 其中Ｅ 的测量值与上面提出的公式的 。
玻璃微珠（ Ｂ 为球状硅酸盐材料， Ｇ ） 包括实心和 空心两种。空心玻璃微珠具有质轻、 绝热、 隔音、 高 分散、 耐高低温、 耐腐蚀、 压缩强度高、 电绝缘性和热 稳定性好等优点， 是其他轻质填料所无法比拟的， 广 泛应用于建材、 塑料、 橡胶、 涂料、 航海和航天等领 域。除人造玻璃微珠外， 玻璃微珠也可从热电厂的 粉煤灰中分离得到。我国每年粉煤灰的排放量已超
４ 玻璃微珠改性 合物的 聚 动态力学性 能
粘弹性是影响聚合物材料加工和使用的 重要性 能指标。动态力学试验可在较为宽广的温度范围内 提供更多的材料粘弹性的信息， 日 因而 渐为人们所
关注。 梁基照等应用动态力学分析仪， 考察了低频条 件下玻璃微珠填充 Ｌ Ｐ 复合材料 的动态力学性 ＤＥ
其 中， ５二 ； 双 君， ｍ＝ 之 二马为填料的 拉 巧（ 一 ） １。
７一５ ”
Ｌ ｄ（角中 ‘一 〕 ＝ ［介 ） １ 乃
梁基照等研究了玻璃微珠填充 Ｐ 中微珠用量 对复合材料力学性能的影响。结果表明， 填充玻璃 微珠对 Ｐ 具有一定的增韧效果， 在微珠体积分数
珠含 ０ 量４％时提高了 ０ ｃｉ ｎ ｓ ｎ ６ 近７％。 一 ｇ ｈ 等「 ｕ ｒ ａ ａ １
在研究玻璃微珠填充 Ｐ 的力学性能时也发现， ６ Ａ 当 拉伸速率较低和微珠用量较少的情况下， 在拉伸过
程中易出现二次屈服现象。
史炜等［研究小粒径玻璃微珠的粒径和用量 １ ；
对 Ｌ Ｐ 性能的影响时发现， Ｄ Ｌ Ｅ 添加不同粒径的玻璃 微珠可使ＬＤＥ的力学性能显著提高， ＬＰ 其中３ ｍ 林
注。本丈从玻璃徽珠对聚合物的增韧效果、玻璃微珠填充聚合物的界面、拉伸性能、动态力学性能、流变性能、压缩性能 以及其他性能等方面综述了 近年来玻璃徽珠填充改性聚合物的最新研究进展。 关键词： 玻璃徽珠；聚合物； 复合材料；力学性能 中图分类号： Ｑ２ Ｔ ７ ３ 文献标识码： Ａ 文章编号： ０３ 《 ９《（８ ０ 一 ５ 一 １ －拍 兮 ２ ） ３ ０３ ０ ） Ｘ ４
ｃ Ｅ（＋． ＋４ 岭 Ｅ二．１２ Ｖ １１ ） Ｓ ． ｊ
其中， 为复合材料的拉伸弹性模量渭琳为 ｃ Ｅ
基体的拉伸弹性模量里 一 Ｅ 二 。 ：一 鱼 左卫上 １ 。Ｅ
一’ ＋ １ Ｖ （ 一 ）Ｊ １ （ 一 ）Ｉ １Ｓ ｊ ｎ
２ ％。 基照等［在考察玻璃微珠表面预处理对 ４ 梁 ６ ］ ａ
功Ｐ 填充体系拉伸性能的影响中 Ｅ 发现， 微珠表面经 硅烷偶联剂 Ｃ 心 作预处理后， Ｐ１ 可在一定程度上增强 其与Ｌ Ｐ 基体间的 ＤＥ 界面粘合， 从而使复合体系的弹
性模量和拉伸强度有所提高， 增幅不大的原因主要是 由于微珠表面圆滑而导致弱的粒子间相互作用。
２ 玻璃微珠增韧改性聚合物
对于脆性的基体聚合物材料， 工业上常用的增 韧方法有弹性体增韧和刚性粒子增韧， 采用无机刚 性粒子增韧改性聚合物已得到广泛应用。玻璃微珠 作为近年来发展起来的一种新型刚性粒子， 由于其 表面规整光滑， 不会对周边基体造成高度的应力集 中现象， 可有效防止应力开裂。当微珠进人基体后， 将使周边基体聚合物分子的构象平衡和松弛时间发 生改变， 吸收大量的塑料形变能， 促进了基体的脆韧 转变， 从而导致韧性改善。 研究发现， 这种复合材料 的韧性与分散粒子间的聚合物基体层厚度 Ｌ 有关。 当Ｌ 小于临界增韧厚度 人时， 才有明显的增韧效 果。Ｌ 是分散粒子的体积分数 必和粒径 ｄ的函数：
６ 玻璃微珠改性聚合物的压缩性能
潘 鹏举等〔 川制备了空心玻璃微珠填充环氧树
脂复合材料， 对材料进行了单轴静态压缩实验。研
能。结果表明， 随着玻璃微珠重量百分比 。的增 加， 贮能模量（ ） ’ Ｅ 和损耗模量（ ‘ 均呈非线性函 Ｅ’ ） 数形式增大， 而内耗 ｔ ａ 砧则相反。当 巾为 １％时， ０
粒径玻璃微珠填充体系的拉伸强度和冲击强度最
大，叩 粒径玻璃微珠填充体系的拉伸弹性模量最 ５ 大。随着微珠用量的增加，Ｌ Ｐ ＬＤ Ｅ的拉伸强度和冲
击强度提高， 但拉伸弹性模量和断裂伸长率基本不 变。微珠粒径对 ＬＤ Ｅ性能的影响大于用量的影 ＬＰ 响。邓聪等用空心玻璃微珠填充改性 Ｐ Ｍ， Ｏ 也得到 了类似的结论， 微珠粒径对 Ｐ Ｍ的拉伸性能和冲击 Ｏ 强度有较为显著的影响， 用量对填充体系影响不大。 同时我们可以得出结论， 采用适当粒径和用量的玻
３ 玻璃微珠改性聚合物的拉伸性能
许多实验结果表明， 聚合物基复合材料的刚性 随刚性颗粒填充物含量的增加而得到明显改善。迄 今， 已提出过许多描述拉伸弹性模量与填充物体积 分数关系的理论或半理论公式。Ｇ ｔ 通过引人颗 ｕｈ
Ｆ ｐＣ Ｚ ｓＮ・ 二 Ｒ／ Ｍ ｏ ・Ｏ３
万方数据
２ 年第３ 加８ 期
Ｎ 一１ ｚ０ Ｄ １ 处理的复合体系拉伸强度却有所降低。经 扫描电镜观察， Ｎ Ｚ１ 处理过的微珠表面光 经 Ｄ一 １ ０ 洁， 与基体发生明显的界面脱粘， 说明钦酸醋没有达 到明显改善界面粘结的目 而经 Ａｎｏ 处理过的 的； 一ｏ 微珠表面有附着物存在， 且与基体仍有联结， 说明基 体对填料的浸润性好， 填料与基体粘结好。孙向东
２ ８年第 ３期 ） Ｘ （
玻 璃 钢 ／复 合 材 料
玻璃微珠填充改性聚合物研究进展 吕 方， ，朱光明’ 胡巧青‘ 刘代军 ， ， ２
（． １西北工业大学理学院 应用化学系， 西安 ７０７； ． １ ２ ２ 西北工业大学凝固 技术国家重点实 验室， 西安 ７０７） １ ２ 摘要：玻璃微珠作为一种新型刚性拉子，除了 对聚合物有增强增韧作用，在许多方面都已引起聚合物改性工作者的关
过１ 亿吨， 占地面积约２６ ． 万公顷， 严重污染了环 境， 用玻璃微珠作为复合材料的填料， 所以 不仅能减 少环境污染和降低产品成本， 而且能增加粉煤灰的
附加值， 可产生巨大的经济效益和社会效益。 近年来， 随着原料生产、 分级等问题的解决， 空 心玻璃微珠在塑料工业中的推广应用速度逐步加 快， 并将成为新世纪塑料工业填充材料中的新星。
酬
， 嘴岁 。 卢 少尸 ￣介 份 布于哪卜弋 玲
Ｆ ／ 氰 ＲＰ ＣＭ
２０ ． ． 豪 ０ ８ Ｎｏ ３
耀
万方数据
玻璃微珠填充改性聚合物研究进展
２ ８ ５月 ） Ｘ （ 年
指出， 在材料的断裂形变中， 微观剪切带可作为最主 要的增韧机理。
粒相互作用项， 扩展了 Ｅ ｔｎ ｉ ｅ 的概念， ｓ ｎ ｉ 并提出基于 球形粒子的表达式：
ＫＦｋ 等分别用预辐照和共辐照法在玻璃 ｕａ ｏ ｎ 微珠表面接枝乙烯基单体， 并研究了无机粒子处理
温度、 辐照剂量、 单体含量、 阻聚剂等因素对接枝聚
其表面极性接近于所填充的聚合物， 改善两者的相 容性。玻璃微珠表面处理的方法包括采用硅烷、 钦 酸醋。铝酸醋偶联剂处理， 等离子体和辐射引发聚 合改性， 弹性体包覆处理， 表面接枝聚合改性等。
Ｊ 玩ｅ ’ 用橡胶类改性剂ｃ ． 等［ ］ ｍ包覆玻璃微珠 形成了弹性体界面， 研究了环氧树月 Ｂ复合材料 歇Ｃ 的增韧机理， 通过研究材料断裂韧性与微观力学形
变区域之间的关系来评价形变对韧性的影响。他们
收稿日期： （７ ８ ２ 习 习１ ） Ｘ 作者简介：吕方 （９１） １８・，女，硕士，主要从事玻璃微珠聚合物改性研究。
预测值较为接近。
为。 ２％的范围内， 一０ 复合材料的冲击强度随着微 珠用量增加而呈非线性形式增大， 其最大值是纯 Ｐ 的１ 倍。随后， ． ４ 梁基照等又向 该体系中 加人ＥＤ ， ＰＭ
考察了微珠含量和填料表面处理对三元复合体系冲 击断裂行为的 影响。 研究发现， 试样的Ｆ 曲线出现 － ｔ 双峰， １ 第 峰为惯性效应所致， 峰代表引发缺口 第２ 顶端裂纹的力， 所围成的面积分别为惯性功和引发裂 纹功。随着微珠体积分数 中的增大， 试样的惯性功 呈线性形式增大。当 中＜ ． ０巧时， 引发裂纹功随 巾 的增大而增大， 中约为０巧处达到最大值。采 而在 ． 用马来酸醉接枝 Ｅ Ｍ， Ｄ Ｐ 可形成“ 壳” 核一 结构， 即微珠 表面被一层薄的弹性体包覆， 有利于改善其应力分 布， 从而使复合体系的冲 击韧性进一步提高。 郑玉婴等在研究 Ｐ／ Ｂ复合材料的力学性能 ＰＧ 时发现， 经过偶联剂 Ｄ ４ １ Ｆ Ｌ １一 处理后， Ｄ 因为偶联剂 对玻璃微珠有良好的润湿包覆作用， 增加了玻璃微 珠和 Ｐ 之间的亲和力， 使复合体系的抗缺口冲击 性能得到提高， 具有较大的实用价值。
等〔考察了 玻璃微珠表面处理对Ｍ 尼龙的拉 ２ １ 空心 ｃ
伸强度、 弯曲强度和断裂伸长率等性能的影响。经微 观形态观察， 表面未经处理的微珠界面较清晰， 而经 硅烷偶联剂 Ｋ 一 处理的微珠表面有一层复合界 Ｈ ５ ０ 面， 并不十分明显， 界面 界面相容性得到了很好的改 善， 而且复合材料的拉伸强度、 弯曲强度和断裂伸长 率比未经处理的分别提高了约 １ ７ １．％和 ５ ％、 ２ ． ２