空心玻璃微珠-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及力學(xué)行為的研究.pdf

1、近年來，復(fù)合泡沫材料的制備與應(yīng)用受到了極大關(guān)注，它一般是通過空心玻璃微珠與聚合物樹脂經(jīng)過復(fù)合而得到的?？招牟Ａ⒅槭且环N新型的填充材料，它具有抗壓強(qiáng)度高、密度小、熔點(diǎn)高等特點(diǎn)，與聚合物樹脂復(fù)合后得到的泡沫材料是一種重要的防護(hù)材料，它在國防工業(yè)和民用工業(yè)各部門均有許多重要的應(yīng)用，對這類材料的制備手段與力學(xué)行為進(jìn)行研究具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用前景。
　　本文利用模壓成型與注模成型制備了空心玻璃微珠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21％~62%、密度為0.45

2、6~0.82g/cm3、壓縮強(qiáng)度為25~126MPa、彈性模量為0.89~1.52GPa的復(fù)合泡沫材料，對空心玻璃微珠與環(huán)氧樹脂混合料的性態(tài)、所得到復(fù)合材料的性能及顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。研究結(jié)果表明，空心玻璃微珠含量對混合料的性態(tài)與最終復(fù)合材料的性能均有較大的影響，根據(jù)粘度水平的不同，可將不同微珠含量的混合料大致分為四種狀態(tài)，即流動態(tài)(21%~35%)、滯留態(tài)(36%~45%)、塑性泥料態(tài)(46%~55%)和粉粒態(tài)(56%~62%)

3、。隨著微珠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)合材料的密度、壓縮強(qiáng)度與彈性模量呈現(xiàn)出相似的降低趨勢，吸水率呈現(xiàn)不斷增加趨勢，這主要是由微珠含量的增加，環(huán)氧樹脂含量的減少導(dǎo)致材料內(nèi)部缺陷的增多引起的。通過對破壞材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線以及斷口宏觀與微觀形貌的研究，詳細(xì)的分析了產(chǎn)生不同斷裂形式的原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，滯留態(tài)混合料利用注模成型能夠制備出低密度、高強(qiáng)度的復(fù)合材料。塑性泥料態(tài)和粉粒態(tài)混合料制備的復(fù)合材料中殘存大量的連通氣孔，雖然可以降低材料密度，但會導(dǎo)致

4、材料吸水率的急劇增加，不利于高性能復(fù)合材料的制備。
　　本文還討論了偶聯(lián)劑（KH560）對復(fù)合泡沫材料性能的影響，結(jié)果表明，對于微珠質(zhì)量分?jǐn)?shù)在45%~62%的復(fù)合材料，加入偶聯(lián)劑能夠顯著增加材料的壓縮強(qiáng)度，降低材料的吸水率，主要是因?yàn)榕悸?lián)劑的“橋聯(lián)”作用明顯的改善了玻璃微珠與環(huán)氧樹脂的結(jié)合狀態(tài)，減少了材料內(nèi)部的缺陷。而對于微珠質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于45%的復(fù)合材料，由于環(huán)氧樹脂能夠?qū)⒉Ａ⒅橥耆陌?，使偶?lián)劑的“橋聯(lián)”作用不是十分的明顯，