自然老化对空心玻璃微珠_环氧树脂_省略_玻璃微珠_环氧树脂力学性能的影响_余为

复合材料学报第３０卷　第４期 ８月　２０１３年犃犮狋犪犕犪狋犲狉犻犪犲犆狅犿狆

狅狊犻狋犪犲犛犻狀犻犮犪Ｖｏｌ．３０

Ｎｏ．４

Ａｕｇ

ｕｓｔ　２０１３文章编号：１０００－３８５１（２０１３）０４－００６６－０８

收到初稿日期：２０１２－０６－２９；收到修改稿日期：２０１２－１１－２７；网络出版时间：２０１３－０１－１８　１３：５３：２５网络出版地址：ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．１８０１．ＴＢ．２０１３０１１８．１３５３．０３９．ｈｔｍｌ

ＤＯＩ：ＣＮＫＩ：１１－１

８０１／ＴＢ．２０１３０１１８．１３５３．０３９基金项目：河北省自然科学基金（Ｅ２０１１２０３２３０）；河北省高等学校科学研究计划（２０１０１６６

）通讯作者：李慧剑，教授，主要研究方向为多孔材料力学性能与结构设计　Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｓｕｌｈｊ

＠１６３．ｃｏｍ自然老化对空心玻璃微珠／环氧树脂及

泡沫铝－空心玻璃微珠／环氧树脂力学性能的影响

余　为，李慧剑＊，梁　希，王美芬

（燕山大学河北省重型装备与大型结构力学可靠性重点实验室，秦皇岛０６６００４

）摘　要：　制备了空心玻璃微珠（ＨＧＭ）／环氧树脂复合泡沫材料、泡沫铝－ＨＧＭ／环氧树脂两类环氧树脂基复合材料，测量了其在北方室内环境中自然老化前后的密度。通过一系列准静态压缩实验研究了ＨＧＭ

／环氧树脂和泡沫铝－ＨＧＭ

／环氧树脂两类复合材料的有效弹性模量、屈服极限等力学性能，分析了其破坏形貌与材料结构的关系及力学性能改变的原因。研究表明：环氧树脂老化后屈服极限有所降低，但ＨＧＭ

／环氧树脂复合泡沫材料的力学性能随着ＨＧＭ填充量的增加呈先增加后降低的趋势。泡沫铝／环氧树脂复合材料老化后的力学性能出现明显降低，但添加ＨＧＭ体积比高于２０％的泡沫铝－ＨＧＭ／环氧树脂复合材料的力学性能则有所增加。关键词：　环氧树脂；复合泡沫材料；泡沫铝；自然老化；力学性能中图分类号：　ＴＢ３３２ 文献标志码：　Ａ

Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　ａｎｄ　ｆｏａｍ　ａｌｕｍｉｎｕｍ－ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　

ｗｉｔｈ　ｎａｔｕｒａｌ　ａｇｉｎｇＹＵ　Ｗｅｉ，ＬＩ　Ｈｕｉｊ

ｉａｎ＊

，ＬＩＡＮＧ　Ｘｉ，ＷＡＮＧ　Ｍｅｉｆｅｎ（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｈｅａｖｙ　

Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｙａｎｓｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇ

ｄａｏ　０６６００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｈｅ　ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｗｉｔｈ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｈｏｌｌｏｗ　ｇｌａｓｓ　ｍｉｃｒｏｂｅａｄｓ（ＨＧＭ），ａｎｄ　ｗｉｔｈ　ｆｏａｍａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｉｒ　ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　ａｎｄ　ｆｏａｌ　ａｌｕｍｉｎｕｍ－ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄａｆｔｅｒ　ｎａｔｕｒａｌ　ａｇｉｎｇ　ｉｎｄｏｏｒ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｙｉｅｌｄ　ｌｉｍｉｔｓ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｅｌａｓｔｉｃ　ｍｏｄｕｌｕｓ　ａｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｂｙ　ａ　ｓｅｒｉｅｓｏｆ　ｑｕａｓｉ　ｓｔａｔｉｃ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｄａｍａｇｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｍ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔ　ｉｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｌｉｍｉｔ　ｏｆ　ｅｐｏｘｙｉｓ　ａ　ｌｉｔｔｌｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ａｆｔｅｒ　ｎａｔｕｒａｌ　ａｇｉｎｇ．Ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｙｎｔａｃｔｉｃ　ｆｏａｍｓ　ａｒｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ａｆｔｅｒ　ｎａｔｕｒａｌａｇｉｎｇ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｆｉｒｓｔｌｙ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｄｅｃｒｅａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ＨＧＭ　ｖｏｌｕｍｅ　ｒａｔｉｏ．Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｆｏａｍ　ａｌｕｍｉｎｕｍ／ｅｐｏｘｙ　ｈａｖｅ　ａ　ｌａｒｇｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ａｆｔｅｒ　ａｇｉｎｇ．Ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆｆｏａｍ　ａｌｕｍｉｎｕｍ－ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　ｗｈｉｃｈ　ＨＧＭ　ｖｏｌｕｍｅ　ｒａｔｉｏ　ｇｒｅａｔｅｒ　ｔｈａｎ　２０％ａｒｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｋｅｙ

ｗｏｒｄｓ：　ｅｐｏｘｙ；ｓｙｎｔａｃｔｉｃ　ｆｏａｍ；ｆｏａｍ　Ａｌ；ｎａｔｕｒａｌ　ａｇｉｎｇ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ 近些年，将聚合物与陶瓷微珠或空心玻璃微珠

（ＨＧＭ）

通过机械混合而得的复合泡沫材料作为一种新型轻质材料逐渐得到国内外众多学者的关注，其制备和性能测试已经成为研究焦点之一。复合泡沫材料已广泛应用于舰艇的甲板和潜艇的救生圈、

人造木材和建筑材料。卢子兴等［１－３］开展了复合材

料力学行为的研究，对以空心玻璃微球作为填充材料的复合泡沫材料进行了一系列试验研究，发现材

料破坏主要由微珠的破裂引起，其粒径越小，玻璃微珠在材料中的分散程度越大，界面结合也就越好，材料压缩强度增大；随着微珠体积分数增大，材料中微珠外部空气泡的含量增加，压缩强度减

小，断裂应变减小。孙春宝等［４］

采用空心玻璃微珠

填充环氧树脂研制固体浮力材料，通过优化试验获

得了具有一定强度且吸水率低的材料。胡传群等［

５］研究表明，改性空心玻璃微珠质量分数低于３％时，

复合材料拉伸强度随其含量的增加而增大，其拉伸强度达到最大值。白战争等［６］通过测试力学性能、固化收缩率、热性能考察了空心玻璃微珠粒径、填充量、硅烷偶联剂处理对树脂及固化物性能的影响。结果表明，硅烷偶联剂改善了空心玻璃微珠与树脂基体的相容性，复合材料的力学性能随着空心微珠粒径减小而提高。随着空心微珠填充量的增加，固化物拉伸强度有所降低，冲击强度和弯曲强度在空心玻璃微珠质量分数为２％时达到最大值，比纯树脂分别提高了３０％和３４．２％，同时材料的固化收缩率和密度降低，玻璃化转变温度升高。李慧剑等［７－９］在空心玻璃微珠填充环氧树脂复合泡沫材料的力学性能和黏弹性特性方面做了一些研究工作，研究了该材料在高温条件下的弯曲刚度、储能模量、玻璃化转变温度等动态性能，并研究了该材料的冲击韧度、应力松弛和蠕变性能。颜翚等［１０］制备了高强空心玻璃微珠／环氧树脂复合材料，进行了全海深环境压力模拟试验，探讨了全海深环境下静水压力对复合材料吸水性能和尺寸稳定性的影响。Ｇｕｐｔａ等［１１］采用玻璃微珠、纳米黏土和纳米纤维等颗粒填充环氧树脂、聚氨酯和聚酰胺等制备复合泡沫材料以及梯度材料，通过压缩和弯曲试验研究微珠内径、体积比对复合材料密度和弹性模量、强度等力学性能的影响。Ｐｏｒｆｉｒｉ等［１２］考察了微珠壁厚对复合泡沫弹性模量的影响并建立了理论模型。Ｎｇｕｙｕｅｎ等［１３］采用数值模拟的方法研究了纤维增强复合泡沫材料中纤维对其弹性模量和应力分布的影响，发现空心玻璃微珠的壁厚对应力分布具有较大影响。于英华等［１４］研究了泡沫铝／高分子复合材料的制备及性能，发现其压缩、抗冲击和阻尼性能等均得以提高。谢卫红等［１５］利用Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ杆对泡沫铝／聚氨酯复合材料进行了冲击实验，研究表明，相同条件下，复合材料的屈服强度和压缩应变量较纯泡沫铝显著增加，吸能量也更多，复合材料表现出明显的应变率效应。

在环氧树脂及其复合材料的老化方面，郭春宝等［１６］研究了湿热老化对氰酸酯树脂－酚醛环氧树脂共混物性能的影响，发现共混物比纯氰脲酸酯的耐水性更好。詹茂盛等［１７］研究了单向玻纤增强环氧树脂复合材料在酸雨和湿热环境下吸湿－干燥循环老化行为，研究表明，两种环境下，材料的力学性能和Ｔ

ｇ

均有明显降低。刘建华等［１８］采用盐雾条件模拟海洋大气环境加速玻璃纤维增强树脂基复合材

料的老化试验，结果表明，复合材料的力学性能随老化时间增加而下降。张晖等［１９］研究了环氧树脂在湿热环境中吸湿性能、力学性能及动态热力学性能随时间的变化情况，发现树脂的力学性能下降趋势与吸湿率增加趋势相对应，树脂的湿热老化机制主要是水分子的扩散及湿热对材料的塑化作用。谢丽宽等［２０］研究了环氧乙烯基酯树脂基体及其复合材料的耐环境老化性能，研究发现该材料具有良好的耐湿热性能，在环境老化及耐紫外线辐射老化方面表现出一定的稳定性。朱洪艳等［２１］研究了孔隙率对碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板的吸湿行为和层间剪切强度，研究结果表明，两种层合板的吸湿率和最大吸湿量随着孔隙率的增加而增加，层间剪切强度随孔隙率的增加而下降。张遵乾等［２２］研究了水、酸及碱性溶液浸泡对空心玻璃微珠／环氧树脂复合泡沫材料力学性能的影响，发现复合材料的吸湿量与微珠的填充率密切相关，此类复合材料耐酸性较差。Ｒａｙ等［２３］研究了玻璃纤维和碳纤维增强环氧树脂复合材料的接触界面受湿热老化的影响，发现材料在高温湿热环境下暴露时间越长，其界面的力学性能降低越快，湿热环境可加速界面的腐蚀行为。Ｄｏｙｌｅ等［２４］研究了铝－环氧树脂黏合接头在等离子水、尿素溶液、咸水及海水等环境下的老化情况，研究发现，尿素溶液对氧化层的钝化作用可降低材料腐蚀速度，在海水环境下的材料则出现了与其他环境不同的纤维状腐蚀形貌。

综上可见，关于空心玻璃微珠／环氧树脂复合泡沫材料的研究主要集中于基本力学性能方面，关于材料老化方面的研究则主要集中于环氧树脂及其与纤维形成的复合材料方面的研究，而对于空心玻璃微珠／环氧树脂复合泡沫、泡沫铝／环氧树脂等材料的自然老化方面的研究很少，因此，有必要对其自然老化后力学性能的改变情况开展研究工作，以便为此类材料应用提供更为全面的参考依据。

１　实验部分

１．１　试件制备

实验所选用的空心玻璃微珠（ＨＧＭ）的粒径范围２０～８５μｍ，密度为０．１～０．１２ｇ／ｃｍ３，强度为２～４ＭＰａ，由秦皇玻璃微珠有限公司提供。偶联剂为γ－氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂（ＫＨ－５５０），环氧树脂型号为（Ｅ－４４），固化剂为聚酰胺活性固化剂（６５０＃），增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。采用注模成

·

７

６

·

余　为，等：自然老化对空心玻璃微珠／环氧树脂及泡沫铝－空心玻璃微珠／环氧树脂力学性能的影响

型工艺制备实验用ＨＧＭ

／环氧树脂复合材料。考察了ＨＧＭ不同体积比的ＨＧＭ／环氧树脂复合材料的力学性能。

泡沫铝是由北京金艾伯特泡沫金属有限公司生

产的开孔泡沫铝板，密度为０．８ｇ／ｃｍ

３，主孔径为１．５ｍｍ，孔隙率达到７２％，通孔率在９０％以上。

将泡沫铝板加工成直径为２８．５ｍｍ、高为３０ｍｍ的圆柱体，将环氧树脂在恒温水浴锅内加热，同时添加ＨＧＭ，搅拌均匀，将加热好的固化剂倒入其中，并迅速进行搅拌。将搅拌均匀的混合液体倒入直径为２９ｍｍ的圆柱形塑料模具中，最后将泡沫铝试件缓缓推入模具，使溶液完全渗透到泡沫铝中，在室温下固化２４ｈ后取出试件，再将试件两端在砂纸上打磨处理平整备用。考察ＨＧＭ的体积比分别为１０％、２０％和３０％的泡沫铝－ＨＧＭ／环氧树脂复合材料。图１为以上两类材料的试件

。

图１　ＨＧＭ

／环氧树脂及泡沫铝－ＨＧＭ／环氧树脂的压缩试件Ｆｉｇ．１　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ　ｏｆ　ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　

ｓｙｎｔａｃｔｉｃｆｏａｍ　ａｎｄ　ｆｏａｍ　Ａｌ－ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ

将制备好的试件分为两组，其中一组直接用于压缩实验，另一组自然存放于位于北方地区的秦皇岛的实验室内，该实验室通风情况良好，一年四季中最低温度在－１０℃左右，最高可达２８℃。表１为复合泡沫材料两年前后的密度对比数据。可以看出，环氧树脂和复合泡沫材料的密度大部分有微小的增大，但ＨＧＭ体积比为１５０％时的密度却稍有减小。总的看来，其密度变化均不大，说明以环氧树脂为基体的复合泡沫材料具有较好的稳定性，在室内自然放置时，其吸湿性也并不明显。

表１　ＨＧＭ

／环氧树脂老化前后的密度Ｔａｂｌｅ　１　Ｄｅｎｓｉｔｙ　ｏｆ　ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　

ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ａｇｉｎｇＮｕｍｂｅｒ　

１　

２　

３　

４　

５　

６

ＨＧＭ　ｖｏｌｕｍｅ　ｒａｔｉｏ／％０　１０　３０　５０　１００　１

５０ＤｅｎｓｉｔｙⅠ／（ｇ·ｃｍ－３）１．１１０　１．０６９　１．０１４　０．９７３　０．９７０　０．９１７ＤｅｎｓｉｔｙⅡ／（ｇ

·ｃｍ－３）１．１３６　１．０７６　１．０３４　１．００９　０．９８５　０．８６６Ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ／％２．２　０．６　１．９　３．７　１．５－５．５Ｎｏｔｅ：Ⅰ－Ｂｅｆｏｒｅ　ａｇｉｎｇ；Ⅱ－Ａｆｔｅｒ　ａｇｉｎｇ

．１．２　材料破坏形貌

为了研究以上两种环氧树脂基复合材料在室内自然老化后的力学性能。将加工打磨好的试件分成两部分，一部分立即用于压缩加载，观察其变形形貌，分析其屈服极限、有效弹性模量等力学性能。另一批试件则在室内自然存放一段时间后再进行压缩实验。两次实验均采用长春科新试验仪器有限公司生产的ＷＤＷ３１００微控电子万能试验机，加载速

率１ｍｍ／ｍｉｎ，实验环境一致，每种情况均制备了三个试件用于压缩实验。

图２为室内自然存放一段时间后试件压缩后的形貌。由图２（ａ

）可以看出，当ＨＧＭ填充较少时，ＨＧＭ

／环氧树脂以出现纵向裂纹的破坏形式，体现出塑性材料的表象，但５＃试件开始出现斜裂纹，此时ＨＧＭ体积比为１００％，其破坏形式与铸铁压缩破坏形式类似，因此体现出脆性材料的表象，其原因是大量添加ＨＧＭ的复合材料在破坏时以ＨＧＭ的破坏为主要因素，因ＨＧＭ为脆性材料，从而使整体材料体现出了脆性破坏的表象。从图２（ｂ）可看出，泡沫铝－ＨＧＭ

／

环氧树脂复合材料均以出现图２　ＨＧＭ

／环氧树脂及泡沫铝－ＨＧＭ／环氧树脂的压缩试件破坏形貌

Ｆｉｇ．２　Ｄａｍａｇｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ　ｏｆＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　

ｓｙｎｔａｃｔｉｃ　ｆｏａｍ　ａｎｄ　ｆｏａｍ　Ａｌ－ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ·

８６·复合材料学报

纵向裂纹为主，其破坏方式是材料内部的泡沫铝变形膨胀导致外层树脂随之一起胀裂，可见此类复合材料破坏时，以泡沫铝的变形为主导因素。

２　力学性能分析

２．１　ＨＧＭ

／环氧树脂图３为ＨＧＭ不同体积比的ＨＧＭ

／环氧树脂复合泡沫材料老化前后压缩的应力－应变曲线。从图３（ａ）中可明显看出，各条曲线总体上均表现出明显的三阶段性质，即弹性阶段、屈服后的平台阶段和应力强化阶段。同时也可以看出，在初始时有非常微小的非线性段，这主要是由于试件打磨不平整和材料内部存在些许缺陷引起的。总的来看，随着ＨＧＭ填充比的增加，材料的屈服极限和有效弹性

模量等力学性能呈减小的趋势。由图３（ｂ）可看出，各试件的应力－应变曲线的总体变化规律与老化前的一致，仍然可分为明显的三阶段。有所不同的是，老化后的曲线较老化前的更为密集，

说明其弹

图３　ＨＧＭ

／环氧树脂老化前后压缩应力－应变曲线Ｆｉｇ．３　Ｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　

ｕｎｄｅｒ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ性模量、屈服极限差值有所减小。另外，在屈服点附近，老化前的曲线有较长一段的非线性段，但老化后的曲线在该处的非线性段非常短，说明材料经老化后的塑性有所减弱。

表２为ＨＧＭ／环氧树脂复合泡沫材料老化前后的屈服极限和有效弹性模量数据。可以看出，未添加ＨＧＭ的纯环氧树脂的屈服极限有所降低，但有效弹

性模量有所增加，说明环氧树脂出现了老化现象，使其强度变弱，脆性增强。环氧树脂的老化主要是光氧化和热氧化，导致其性能降低，空气中水分子的吸附则可加速其老化进程，由于本实验中的试件在室内自然存放，不受太阳光直接照射，也无南方明显的湿热环境，因此，环氧树脂的老化情况不明显。有所不同的是，添加了ＨＧＭ的复合泡沫材料的屈服极限和有效弹性模量均有所增加，且部分试件的增加值较大。

表２　ＨＧＭ／环氧树脂老化前后的力学性能Ｔａｂｌｅ　２　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐ

ｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ａｇｉｎｇ

ＨＧＭ

ｖｏｌｕｍｅ　ｒａｔｉｏ／％Ｙｉｅｌｄ　

ｌｉｍｉｔ／ＭＰａⅠ

Ⅱ

Ｅｌａｓｔｉｃ　

ｍｏｄｕｌｕｓ／ＭＰａⅠ

Ⅱ

０　７２．８　

６９．０　

１２８７　

１４１０

１０　５８．８　６２．１　９５９　１４１９３０　４０．２　５３．３　７７５　１３０３５０　３９．２　５０．６　６７９　１２４４１００　３８．９　５３．４　７７８　１３１０１５０　

２０．８　２２．０　５５４　６７８

Ｎｏｔｅ：Ⅰ－Ｂｅｆｏｒｅ　ａｇｉｎｇ；Ⅱ－Ａｆｔｅｒ　ａｇｉｎｇ

．图４为ＨＧＭ

／环氧树脂复合泡沫材料老化后的屈服极限和有效弹性模量数值相对于老化前增加的百分比。可以看出，纯环氧树脂两年时间内其屈服极限降低值约为５％，弹性模量的增加也在１０％以内，这说明环氧树脂在北方室内环境中使用时，其力学性能具有较好的稳定性

。

图４　ＨＧＭ

／环氧树脂力学性能增加百分数Ｆｉｇ．４　Ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ

·

９６·余　为，等：自然老化对空心玻璃微珠／环氧树脂及泡沫铝－空心玻璃微珠／环氧树脂力学性能的影响

另外，从图４中也可明显看出，填充有ＨＧＭ的ＨＧＭ

／环氧树脂复合泡沫材料的屈服极限随着ＨＧＭ填充比增加呈先增加后减小的趋势。分析认为，其原因可能是环氧树脂与ＨＧＭ的结合界面的固化过程较长，由于第一批试件的压缩实验是在浇筑后一周左右进行的，当时环氧树脂与ＨＧＭ的结合界面还未达到完全固化状态，使复合材料未达到最终强度，经过较长一段时间后，该界面彻底固化完全，从而使得ＨＧＭ

／环氧树脂复合材料的强度增加。当ＨＧＭ填充比不太大时，ＨＧＭ在环氧树脂基体中分散性较好，发生团聚的ＨＧＭ较少，因此随着ＨＧＭ填充比增加，ＨＧＭ与环氧树脂总的结合面积增大，则复合材料的强度增加值也增大，但当ＨＧＭ的填充较大时，ＨＧＭ在树脂基体中分布特别密集，必然有很多ＨＧＭ发生团聚，这反而减少了ＨＧＭ与树脂基体总的结合面积，因此其强度的增量更小。由于玻璃微珠是性能较稳定的材料，而环氧树脂的稳定性也较好，复合泡沫材料的老化对其强度影响并不大。从表２中数据可看出，ＨＧＭ填充比在１００％左右是一个临界点，然后随ＨＧＭ填充比增加，其强度增加值下降，当含量达到１５０％时，其强度增量的降低幅度很大。如果再考虑到密度大小，可以认为ＨＧＭ填充比为１００％时是一种较优的配比，复合材料的比强度最高。另外，复合材料的有效弹性模量均有所增加，其变化规律也呈现出随ＨＧＭ填充比的增加先增加后减小的趋势，其增加的主要原因仍然是环氧树脂与ＨＧＭ界面的增强效应，另外环氧树脂发生了老化也是其增加的一个因素。

图５为ＨＧＭ

／环氧树脂复合泡沫材料老化前后的断口ＳＥＭ照片。从图５（ａ

）可以看出，一个空心玻璃微珠发生了破裂，微珠与环氧树脂的结合界面大部分比较紧密，但也有少许地方出现脱粘的情况。从图５（ｂ）可见，一个微珠出现了明显的裂纹，但还未完全断裂，微珠与周围树脂结合得非常紧密。仔细观察可发现，在微珠周围有一层不同于环氧树脂的物质将微珠与环氧树脂结合成一体，但在老化之前的照片中却很难看到。这一层物质就是偶联剂与树脂和玻璃微珠发生反应，经过较长时间后形成的稳定的结合界面层，它的存在使复合泡沫材料力学性能提高。

２．２　泡沫铝－ＨＧＭ

／环氧树脂图６为泡沫铝－ＨＧＭ／环氧树脂复合材料老化一年前后压缩的应力－应变曲线。从图６（ａ）可见，老化前各条曲线较为分散，填充ＨＧＭ越多的材

料，其曲线位置越低，说明其力学性能越弱。但图６（ｂ

）中各曲线则表现出不完全相同的情况，填充有ＨＧＭ的复合材料的曲线都较为接近。对比两图可发现，老化后复合材料的屈服点变得更不明显。这与图３显示出来的规律正好相反，这再次说明泡沫铝－ＨＧＭ

／环氧树脂材料在压缩破坏过程中，泡沫铝起到了主导变形的作用。表３为泡沫铝－ＨＧＭ／环氧树脂复合材料老化前后的压缩实验数据。可以看出，未添加ＨＧＭ的泡沫铝

／环氧树脂在室内放置一年后，其屈服极限和有效弹性模量均大幅度降低。根据前文的实验结果可知，纯环氧树脂在室内放置两年内，其屈服极限和弹性模量等力学性能改变不大，因此，可认为泡沫铝

／环氧树脂力学性能大幅度降低的主要原因在于环氧树脂与泡沫铝的结合面发生了明显的老化现象：（１）光和热可导致环氧树脂老化；（２）泡沫铝发生氧化，

这均导致其结合面的

图５　ＨＧＭ／环氧树脂老化前后的断口ＳＥＭ照片

Ｆｉｇ．５　ＳＥＭ　ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ　ｏｆ　ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　

ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ａｇｉｎｇ·

０７·复合材料学报

图６　泡沫铝－ＨＧＭ

／环氧树脂老化前后压缩应力－应变曲线Ｆｉｇ．６　Ｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｆｏａｍ　Ａｌ－ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　

ｕｎｄｅｒ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ强度降低。受载后，在结合面处首先形成初始裂纹，使泡沫铝与环氧树脂发生脱离，导致复合材料中的一部分泡沫铝和环氧树脂在压缩过程中独自承担作用，然后多条裂纹迅速扩展汇聚成大裂纹，最后材料发生破坏，这就导致复合材料的力学性能降低。

添加ＨＧＭ后，虽然泡沫铝与环氧树脂的界面

仍然会老化，但根据前文的实验结果可知，环氧树

脂与ＨＧＭ的界面发生了强化，因此力学性能降低量会减小，当添加更多的ＨＧＭ时，环氧树脂与ＨＧＭ界面强化所增加的强度值大于环氧树脂与泡沫铝界面老化降低的强度值，则复合材料的力学性能反而会增加，ＨＧＭ体积比在２０％以上时即出现此种情况。同时，根据前述实验结论可以预计，当ＨＧＭ填充量较大时，泡沫铝－ＨＧＭ／环氧树脂的力学性能也会出现下降趋势。

表３　泡沫铝－ＨＧＭ

／环氧树脂老化前后力学性能Ｔａｂｌｅ　３　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｆｏａｍ　Ａｌ－ＨＧＭ／ｅｐｏｘｙ　

ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ａｇｉｎｇＨＧＭ　ｖｏｌｕｍｅ　ｒａｔｉｏ／％Ｙｉｅｌｄ　

ｌｉｍｉｔ／ＭＰａⅠ

Ⅱ

Ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ／％Ｅｌａｓｔｉｃ　

ｍｏｄｕｌｕｓ／ＭＰａⅠ

Ⅱ

Ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ／％０　４３．３　２７．４－３６．７　１００６　５５７－４４．６１０　１９．０　１３．５－２８．９　４０８　２３４－４２．６２０　１３．１　１４．７　１２．２　２２３　２７３　２２．４３０　

１２．３　

１４．６　

１８．６　

２２０　

２５４　

１５．５

Ｎｏｔｅ：Ⅰ－Ｂｅｆｏｒｅ　ａｇｉｎｇ；Ⅱ－Ａｆｔｅｒ　ａｇｉｎｇ

．３　结　论

（１

）环氧树脂在室内放置两年自然老化后，其密度、强度和弹性模量等数值变化不大，说明其物理、力学性能具有较好的稳定性。

（２）在环氧树脂中填充空心玻璃微珠（ＨＧＭ）的复合泡沫材料在室内自然放置两年后，其强度和弹性模量等力学性能均有所增加，且其增加百分比随着ＨＧＭ填充比增加呈现出先增加后减小的趋势，其原因是环氧树脂与ＨＧＭ的结合界面经过一段时间后达到了最高强度，而复合泡沫材料的自然

老化对其力学性能的影响并不大。综合分析得出，ＨＧＭ体积比为１００％是此种复合泡沫材料的一种较优的配比。

（３

）泡沫铝／环氧树脂复合材料在室内放置一年后，其力学性能降低幅度较大，其原因是泡沫铝与环氧树脂的结合界面发生了明显的老化现象。但随着环氧树脂中ＨＧＭ填充比的增加，泡沫铝－ＨＧＭ／环氧树脂的力学性能降低的幅度急剧下降，随后转化为增加的状况。因此，以后在制备此类复合材料时，应着重考虑泡沫铝与环氧树脂的界面结合问题。

·

１７·余　为，等：自然老化对空心玻璃微珠／环氧树脂及泡沫铝－空心玻璃微珠／环氧树脂力学性能的影响

参考文献：

［１］　卢子兴，石上路，邹　波，等．环氧树脂复合泡沫材料的压缩力学性能［Ｊ］．复合材料学报，２００５，２２（４）：１７－２２．

Ｌｕ　Ｚｉｘｉｎｇ，Ｓｈｉ　Ｓｈａｎｇｌｕ，Ｚｏｕ　Ｂｏ，ｅｔ　ａｌ．Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ　ｅｐｏｘｙ　ｓｙｎｔａｃｔｉｃ　ｆｏａｍ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，２００５，２２（４）：１７－２２．

［２］　卢子兴，邹　波，李忠明，等．空心微珠填充聚氨酯泡沫塑料的力学性能［Ｊ］．复合材料学报，２００８，２５（６）：１７５－１８０．

Ｌｕ　Ｚｉｘｉｎｇ，Ｚｏｕ　Ｂｏ，Ｌｉ　Ｚｈｏｎｇｍｉｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　ｆｏａｍｓ　ｆｉｌｌｅｄ　ｂｙ　ｍｉｃｒｏ－ｓｐｈｅｒｅｓ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，２００８，２５（６）：１７５－１８０．［３］　邹　波，卢子兴．中空纳米微球填充复合材料的有效力学性能［Ｊ］．力学学报，２００９，４１（２）：２６５－２７３．

Ｚｏｕ　Ｂｏ，Ｌｕ　Ｚｉｘｉｎｇ．Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄｆｉｌｌｅｄ　ｂｙ　ｈｏｌｌｏｗ　ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２００９，４１（２）：２６５－２７３．［４］　孙春宝，刑　奕，王啓锋．空心玻璃微珠填充聚合物合成深海高强浮力材料［Ｊ］．北京科技大学学报，２００６，２８（６）：５５４－５５８．

Ｓｕｎ　Ｃｈｕｎｂａｏ，Ｘｉｎｇ　Ｙｉ，Ｗａｎｇ　Ｑｉｆｅｎｇ．Ｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｄｅｅｐ－ｓｅａ　ｂｕｏｙａｎｃｙ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｍａｄｅ　ｏｆ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ｆｉｌｌｅｄ　ｗｉｔｈ　ｈｏｌｌｏｗ　ｇｌａｓｓｍｉｒｏ－ｂｅａｄｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂｅｉｊｉｎｇ，２００６，２８（６）：５５４－５５８．

［５］　胡传群，曾黎明，周建刚．改性空心玻璃微珠／环氧树脂复合材料力学性能研究［Ｊ］．热固性树脂，２００８，２３（６）：２１－２３．

Ｈｕ　Ｃｈｕａｎｑｕｎ，Ｚｅｎｇ　Ｌｉｍｉｎｇ，Ｚｈｏｕ　Ｊｉａｎｇａｎｇ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｈｏｌｌｏｗ　ｇｌａｓｓ　ｂｅａｄ／ｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔｔｉｎｇ　Ｒｅｓｉｎ，２００８，２３（６）：２１－２３．

［６］　白战争，赵秀丽，罗雪方，等．空心玻璃微珠／环氧复合材料的制备及性能研究［Ｊ］．热固性树脂，２００９，２４（２）：３２－３５．

Ｂａｉ　Ｚｈａｎｚｈｅｎｇ，Ｚｈａｏ　Ｘｉｕｌｉ，Ｌｕｏ　Ｘｕｅｆａｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｈｏｌｌｏｗ　ｇｌａｓｓ　ｂｅａｄ　ｆｉｌｌｅｄ　ｅｐｏｘｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔｔｉｎｇ　Ｒｅｓｉｎ，２００９，２４（２）：３２－３５．［７］　余　为，李慧剑，何长军，等．空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料力学性能研究［Ｊ］．复合材料学报，２０１０，２７（４）：１８９－１９４．

Ｙｕ　Ｗｅｉ，Ｌｉ　Ｈｕｉｊｉａｎ，Ｈｅ　Ｃｈａｎｇｊｕｎ，ｅｔ　ａｌ．Ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｅｐｏｘｙ　ｒｅｓｉｎ　ｆｉｌｌｅｄ　ｗｉｔｈ　ｈｏｌｌｏｗ　ｇａｌｓｓ　ｂｅａｄ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，２０１０，２７（４）：１８９－１９４．［８］　梁　希，李慧剑，何长军，等．空心玻璃微珠／环氧树脂复合材料简支冲击实验研究［Ｊ］．实验力学，２０１０，２５（５）：５６１－５６７．

Ｌｉａｎｇ　Ｘｉ，Ｌｉ　Ｈｕｉｊｉａｎ，Ｈｅ　Ｃｈａｎｇｊｕｎ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｍｐａｃｔ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｓｉｍｐｌｅ－ｓｕｐｐｏｕｔｅｄ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｍａｄｅ　ｏｆ　ｅｐｏｘｙ　ｒｅｓｉｎｆｉｌｌｅｄ　ｗｉｔｈ　ｈｏｌｌｏｗ　ｇｌａｓｓ　ｂｅａｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＭｅｃｈａｎｉｃｓ，２０１０，２５（５）：５６１－５６７．

［９］　李慧剑，梁　希，何长军，等．空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料力学性能试验研究［Ｊ］．燕山大学学报，２０１１，３５（１）：４６－５１．

Ｌｉ　Ｈｕｉｊｉａｎ，Ｌｉａｎｇ　Ｘｉ，Ｈｅ　Ｃｈａｎｇｊｕｎ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ

ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｅｐｏｘｙ　ｒｅｓｉｎ　ｆｉｌｌｅｄ　ｗｉｔｈｈｏｌｌｏｗ　ｇｌａｓｓ　ｂｅａｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｙａｎｓｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｙ，２０１１，３５（１）：４６－５１．

［１０］颜　翚，葛　彤，赵　敏，等．全海深环境下高强度空心玻璃微珠复合材料性能［Ｊ］．上海交通大学学报，２０１１，４５（９）：１３３２－１３３５．

Ｙａｎ　Ｈｕｉ，Ｇｅ　Ｔｏｎｇ，Ｚｈａｏ　Ｍｉｎ，ｅｔ　ａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｈｏｌｌｏｗ　ｇａｌｓｓ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｕｎｄｅｒ　ｆｕｌｌ　ｏｃｅａｎ　ｄｅｐｔｈ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｊｉａｏ　ＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１１，４５（９）：１３３２－１３３５．

［１１］Ｇｕｐｔａ　Ｎ，Ｙｅ　Ｒ，Ｐｏｒｆｉｒｉ　Ｍ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ａｎｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｖｉｎｙｌ　ｅｓｔｅｒ／ｇｌａｓｓ　ｍｉｃｒｏｂａｌｌｏｏｎｓｙｎｔａｃｔｉｃ　ｆｏａｍｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｐａｒｔ　Ｂ，２０１０，４１（３）：２３６－２４５．

［１２］Ｐｏｒｆｉｒ　ｉ　Ｍ，Ｇｕｐｔａ　Ｎ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｖｏｌｕｍｅ　ｆｒａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗａｌｌｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｌａｓｔｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｈｏｌｌｏｗ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｆｉｌｌｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｐａｒｔ　Ｂ，２００９，４０（２）：１６６－１７３．［１３］Ｎｇｕｙｅｎ　Ｎ　Ｑ，Ｇｕｐｔａ　Ｎ．Ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｙｎｔａｃｔｉｃ　ｆｏａｍｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ａ，２０１０，５２７（２３）：６４２２－６４２８．

［１４］于英华，梁　冰，张建华．泡沫铝基高分子复合材料制备及其性能［Ｊ］．辽宁工程技术大学学报，２００５，２４（６）：９０３－９０５．

Ｙｕ　Ｙｉｎｇｈｕａ，Ｌｉａｎｇ　Ｂｉｎｇ，Ｚｈａｎｇ　Ｊｉａｎｈｕａ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｆｏａｍｅｄ　Ａｌ　ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｍａｔｅｒｉａｌ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　ＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００５，２４（６）：９０３－９０５．

［１５］谢卫红，杜红涛，李顺才．聚氨酯泡沫铝复合材料动态力学实验［Ｊ］．复合材料学报，２０１１，２８（３）：１０３－１０８．

Ｘｉｅ　Ｗｅｉｈｏｎｇ，Ｄｕ　Ｈｏｎｇｔａｏ，Ｌｉ　Ｓｈｕｎｃａｉ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙｏｎ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　ａｌｕｍｉｎｕｍｆｏａｍｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，２０１１，２８（３）：１０３－１０８．

［１６］郭宝春，傅伟文，贾德民，等．湿热老化对氰酸酯树脂／酚醛环氧树脂共混物结构与性能的影响［Ｊ］．复合材料学报，２００２，１９（３）：６－９．

Ｇｕｏ　Ｂａｏｃｈｕｎ，Ｆｕ　Ｗｅｉｗｅｎ，Ｊｉａ　Ｄｅｍｉｎ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ　ａｇｅｉｎｇ　ｏｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｃｙａｎａｔｅ／ｅｐｏｘｙ　ｎｏｖｏｌａｃ　ｂｌｅｎｄｓ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，２００２，１９（３）：６－９．

［１７］詹茂盛，刘德顺．玻纤增强环氧树脂复合材料的酸雨循环老化性能与机理［Ｊ］．玻璃钢／复合材料，２００７（３）：２８－３２．

Ｚｈａｎ　Ｍａｏｓｈｅｎｇ，Ｌｉｕ　Ｄｅｓｈｕｎ．Ａｃｉｄ　ｒａｉｎ　ｃｙｃｌｉｎｇ　ａｇｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｇｌａｓｓ　ｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｅｐｏｘｙ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ／Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，２００７（３）：２８－３２．

［１８］刘建华，赵　亮，李松梅，等．盐雾环境对玻璃纤维增强树脂基复合材料力学性能的影响［Ｊ］．复合材料学报，２００７，２４（３）：１８－２２．

Ｌｉｕ　Ｊｉａｎｈｕａ，Ｚｈａｏ　Ｌｉａｎｇ，Ｌｉ　Ｓｏｎｇｍｅｉ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓａｌｔｓｐｒａｙ　ｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｇｌａｓｓ　ｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，

·

２

７

·复合材料学报

２００７，２４（３）：１８－２２．

［１９］张　晖，阳建红，李海斌，等．湿热老化环境对环氧树脂性能影响研究［Ｊ］．兵器材料科学与工程，２０１０，３３（３）：４１－４３．

Ｚｈａｎｇ　Ｈｕｉ，Ｙａｎｇ　Ｊｉａｎｈｏｎｇ，Ｌｉ　Ｈａｉｂｉｎ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ　ａｇｉｎｇ　ｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｅｐｏｘｙ　ｒｅｓｉｎ［Ｊ］．ＯｒｄｎａｎｃｅＭａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，３３（３）：４１－４３．

［２０］谢丽宽，方东红，徐金洲．环氧乙烯基酯树脂耐环境老化性能研究［Ｊ］．海军航空工程学院学报，２０１０，２５（１）：１１８－１２０．

Ｘｉｅ　Ｌｉｋｕａｎ，Ｆａｎｇ　Ｄｏｎｇｈｏｎｇ，Ｘｕ　Ｊｉｎｚｈｏｕ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｇｉｎｇ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｅｐｏｘｙ　ｖｉｎｙｌ　ｅｓｔｅｒ　ｒｅｓｉｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎａｖａｌ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　ａｎｄ　Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１０，２５（１）：１１８－１２０．

［２１］朱洪艳，李地红，张东兴，等．孔隙率对碳纤维／环氧树脂复合材料层合板湿热性能的影响［Ｊ］．复合材料学报，２０１０，２７（４）：２４－３０．

Ｚｈｕ　Ｈｏｎｇｙａｎ，Ｌｉ　Ｄｉｈｏｎｇ，Ｚｈａｎｇ　Ｄｏｎｇｘｉｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ

ｐｏｒｏｓｉｔｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｙｇｒｏｔｈｅｒｍａｌ　ｂｅｈａｖｉｏｕｒ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｅｐｏｘｙ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｌａｍｉｎａｔｅｓ［Ｊ］．Ａｃｔａ　ＭａｔｅｒｉａｅＣｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，２０１０，２７（４）：２４－３０．

［２２］张遵乾，李慧剑，梁　希，等．浸泡腐蚀对ＨＧＢ／ＥＰ复合材料力学性能的影响［Ｊ］．燕山大学学报，２０１１，３５（５）：４４０－４４４．Ｚｈａｎｇ　Ｚｕｎｑｉａｎ，Ｌｉ　Ｈｕｉｊｉａｎ，Ｌｉａｎｇ　Ｘｉ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＨＧＢ／ＥＰｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｙａｎｓｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１１，３５（５）：４４０－４４４．

［２３］Ｒａｙ　Ｂ　Ｃ．Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｄｕｒｉｎｇ　ｈｕｍｉｄ　ａｇｅｉｎｇ　ｏｎｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ　ｏｆ　ｇｌａｓｓ　ａｎｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｅｐｏｘｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｌｌｏｉｄ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００６，２９８（１）：１１１－１１７．

［２４］Ｄｏｙｌｅ　Ｇ，Ｐｅｔｈｒｉｃｋ　Ｒ　Ａ．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｇｅｉｎｇ　ｏｆｅｐｏｘｙ　ａｄｈｅｓｉｖｅ　ｊｏｉｎｔｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｄｈｅｓｉｏｎ　＆

Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ，２００９，２９（１）：７７－９０．

·

３

７

·

余　为，等：自然老化对空心玻璃微珠／环氧树脂及泡沫铝－空心玻璃微珠／环氧树脂力学性能的影响

空心玻璃微珠产品应用说明-复合材料填料docx

空心玻璃微珠（复合材料）应用说明 1. 企业简介 中科华星新材料有限公司成立于2013年4月，是中国科学院理化技术研究所遵循国家“以企业为创新主体”的战略决策，在江苏靖江经济开发区由靖江市政府牵头与江苏华星重工机械有限公司联手共建的集新技术、新材料为一体的有限责任公司。这是中科院与江苏省企业充分发挥各自优势和创新能力，共同打造新一代多品种、系列化、节能环保空心玻璃微球制造与应用技术的产业链基地。 公司注册资金5000万元，占地面积60000平方米，标准化产房面积38000平方米，现代化综合研发办公区8000平方米，拥有国内一流的空心微珠生产线和专业的研发团队。公司于2013年7月通过ISO9001质量管理体系认证；10月中科院理化所（靖江）空心微珠节能材料工程中心在公司挂牌成立；2014年1月公司与理化所共同起草了空心玻璃微珠的国家标准并获得通过；目前公司已获得授权专利10项、江苏省高新技术产品2件。 中科华星新材料有限公司将根据国家经济发展的战略需求，坚持遵德守道，传承优秀，求真务实，科学发展，瞄准空心微球国际领先水平，努力攻关，持续奋斗，为客户提供更好的产品和更优质的服务。 2. 高性能空心玻璃微珠简介 高性能空心玻璃微珠(以下简称HGS)是一种密闭、中空正球体，壁厚1~2μm，内含稀薄的氮气、二氧化碳等气体，其主要化学成分

(2) 降低制品的收缩和翘曲 HGS具有各向同性，使制品尺寸的稳定性增高，能够减少收缩和翘曲。 (3) 改善制品的力学性能 若填充比例适当，HGS可改善制品的韧性，拉伸和弯曲性能显著提高，表面硬度增强。 (4) 改善加工性能 HGS是微小的正球体，球型率高，具有滚珠轴承效应，能提高流动性，降低树脂混合物的黏度和内应力。因此，在加工过程中复合材料动态生热少，能防止润滑不足和局部热分解，注塑时更容易挤出，不仅减少制品的缺陷，而且使生产效率提高15%-20%。

(新)环氧树脂玻璃纤维防水施工工法

环氧树脂玻璃纤维（环氧玻璃钢）防水施工工法 完成单位：四川省第六建筑有限公司第五工程分公司 主要完成人: 赵剑芳何云华易建辉凌红杨勇 1 前言 1.0.1 近年来随着城市建设的发展，高层建筑物超深地下室工程防水（地下水位压力过大）及各种对防水有特殊要求【耐碱（酸）性、耐久性、抗腐蚀、与基层粘结强度高、工艺性能好等】的工程越来越多，传统的卷材、涂膜防水不能满足这些工程的特殊使用要求；随着环氧类材料与玻璃纤维复合材料（俗称环氧类玻璃钢）防水技术的日渐成熟，在高层建筑地下室、地铁工程、工业厂房水池、海洋馆大洋水池等工程中大量使用了环氧类防水材料。 1.0.2 2007年6月华西集团四川省第六建筑有限公司第五工程分公司承建成都市虎豹海洋世界水族馆工程，针对该工程工期紧、质量要求高、结构异形、技术难度大等特点及首次承接相应大洋展示池、珊瑚池环氧类玻璃纤维防水工程的不利因素，我单位成立技术小组针对环氧类玻璃纤维防水进行了技术攻关，与相关协作单位一起，成功的解决了相关环氧类防水施工中的诸多难题，取得了良好的经济和社会效益。为了使环氧类玻璃纤维防水施工工艺更趋规范化、标准化，我单位在工程实践的基础上经过不断研究、探索，编制了本工法。 2 特点 2.0.1 该工法充分利用了电动磨光机（平板、角磨）、空压搅拌机、台秤等设备，并在精确的配制环氧树脂胶料（按配合比）和技术熟练操作人员的精心施工下，达到了施工快捷、质量保证、经济节约的目的。 2.0.2 该工艺流程合理且程序化、工效高、工程质量和施工安全容易控制、施工成本较低、适用范围广。 3 适用范围 3.0.1 本工法适用于高层建筑超深地下室、地铁工程、工业厂房水池、海洋馆海水池等对防水有耐久性要求的防水工程；本工法也适用于对防水质量要求高的屋面、卫生间防水工程（Ⅰ～Ⅳ级）。 4 工艺原理 4.0.1 环氧树脂与玻璃纤维复合材料所用原料有环氧树脂、增强用玻璃纤维、固化剂、增韧剂、稀释剂、填料。 4.0.2 环氧树脂底涂层具有高渗透性，它能通过混凝土或砂浆基层的微细裂缝和毛细管渗入

空心玻璃微珠作为一种新型的填充材料

空心玻璃微珠作为一种新型的填充材料，有以下明显的优点： （1）密度较小，实际密度约为0.10~0.50g/cm3,堆积密度0.10~0.30g/cm3。可以有效的较低材料的密度。 （2）形状光滑圆整，无尖锐边角，因此没有应力集中现象，可以避免应力开裂。 （3）流动性好。对设备的损伤小。 （4）热稳定性好，阻燃；电绝缘性好；化学稳定性高。 空心玻璃微球填充改性的浮力材料的主要特点是密度低，是一种机械性能广，密度低，集减振、绝缘、防火于一体的多功能合成泡沫。 空心玻璃微珠的制备方法 目前生产空心玻璃微珠主要有四种工艺[8]：溶胶-凝胶法、喷射造粒法、液滴法、玻璃粉末法。 基体树脂的种类 一般，浮力材料中的基体树脂常采用热固性树脂。这主要是由于同热塑性树脂相比，热固性树脂在室温下是液体，可操作性强，而且固化后化学稳定性高，强度高，耐温性较高。 环氧树脂是一种综合性能优良的复合材料基体。在近40年的工业化生产中，环氧树脂显示了其独特的优点。环氧树脂是泛指含有2个或2个以上环氧基，以脂肪族、环脂族或芳香族链段为主链的高分子预聚物。与其他树脂相比，环氧树脂有以下几点特点： （1）粘结强度高，粘结面广环氧树脂的结构中具有轻基、氧基，它们使环氧树脂的分子和相邻界面产生电磁吸附或化学键，醚键和活性极大的环尤其是环氧基又能在固化剂作用下发生交联聚合反应生成三维网状结构的大分子，分子本身有一定的内聚力。因此环氧树脂与绝大多数的金属和非金属都具有良好的粘接性。它与许多非金属材料(玻璃、陶瓷等)的粘接强度往往超过材料本身的强度。因此，它是一种较理想的复合材料基体。 （2）收缩率低环氧树脂的固化主要是依靠环氧基的开环加成聚合，因此固化过程中不产生低分子物质；环氧树脂本身具有仲羟基，再加上环氧基固化时派生的部分残留羟基，它们的氢键缔合作用使分子排列紧密，因此环氧树脂的固化收缩率是热固性树脂中最低的品种之一，一般为1%

环氧树脂特性

环氧树脂 目录 材料简介 应用特性 类型分类 使用指南 国内主要厂商 环氧树脂应用领域 环氧树脂行业 材料简介 环氧树脂 是泛指分子中含有两个或两个以 上环氧基团的有机高分子化合 物，除个别外 ，它们 的 相对分子质量 都不高。 环氧树脂的 分子结构是以分子链中含有活泼 的环氧基团为其特征 ，环氧基 团 可以位于分子 链的末端、中间或成环状 结构。由于分子结构中 含有活泼的环氧基团，使 它们可与多 种类型的固化 剂发生交联反应而形成不溶、不 熔的具有三向网状结构的高聚 物。 应用特性 1 、 形式 多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用 对形式提出的要求，其 范围可以从极 低的粘度到高熔点固 体。 2 、 固化方便。选用各种不同的 固化剂，环氧树脂体系几乎可 以在 0 ～ 180 ℃温度范围内固化 。 3 、 粘 附力强。环氧树脂分子链中固有的极 性羟基和醚键的存在，使其对各种物质 具有很高的 粘附力。环氧 树脂固化时的收缩性低，产生的 内应力小，这也有助于提高 粘 附强度。 4 、 收缩 性低。 环氧树脂和所用的固化剂的反应是 通过直接加成反应或树脂分子中 环氧基的 开 环聚合反应来 进行的，没有水或其它挥发性副 产物放出。它们和不饱和聚 酯 树脂、酚醛树脂相比， 在固化过程中 显示出很低的收缩性（小于 2%）。 5 、 力学性能。固化后的环氧 树脂体系具有优良的力学性 能。 6 、 电性能 。固化后的环氧树脂体系是一 种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧 的优良绝 缘 材 料。 7 、 化学 稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐 碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固 化环氧体系的 其它性能一样， 化学 稳定性也取决于所选用的树脂和 固化剂。 适当地选用 环氧树脂 和 固化剂，可以 使其具有特殊的化学稳定性 能。 8 、 尺寸稳定性。上述的许多 性能的综合，使环氧树脂体系 具 有突出的尺寸稳定性和耐久性 。 9 、 耐霉菌。固化的环氧树脂 体系耐大多数霉菌，可以在苛 刻 的热带条件下使用。 类型分类 根据分子 结构，环氧树脂大体上可分为五 大类： 1 、 缩水甘油醚类环氧树脂 2 、 缩水甘油酯类环氧树脂 3 、 缩水甘油胺类环氧树脂 4 、 线型脂肪族类环氧树脂 5 、 脂环族类环氧树脂

项目建设情况调研报告

三、工业项目建设中存在的问题 1、项目相关手续办理时限长 进展较慢。一个项目从立项到开工建设 需要办理的各种许可证及批文多达12个 特别是规划、国土、电力等相关手续繁琐 时间跨度大 成本高 致使已签约的项目不能马上动工。特别是土地受国家政策和地方行政审批制约 土地审批管理越来越严 加上土地价格的上调 用地招商优势削弱 部分项目因土地问题导致流失或停滞。今年全区计划开工建设投资500万以上的各类项目260项 1-4月份开工建设仅有154项 部分项目均因手续办理时限长不能按期开工。 2、企业融资困难 影响项目推进。尽管国务院出台了金融扶持小微企业的若干政策 银行也加大了对中小企业的扶持力度 但是融资难仍是制约企业发展的瓶颈 流动资金短缺限制了部分企业的发展和新投产项目的开工生产。目前 计划建设项目不能如期开工 开工建设投资进度比去年同期有所下降 部分项目前期建设资金筹集相对困难 在一定程度上影响了今年重点工业项目的推进步伐。今年项目计划完成投资162亿 但目前完成22.54亿元 只占到全年计划的11.62%。 3、风电装备制造受国家产业政策影响 企业运行困难。我区风电装备制造产业虽初具规模 但仍处于起步阶段。今年以来 受国家产业政策因素的影响 全区风电装备制造企业订单锐减 几乎全部处于停产或半停产状态 同时产成品积

压量大 企业运转困难。仅华锐科技风电产品积压就达60多亿元。 4、园区基础设施建设资金投入不足 配套功能还不够完善。园区基础设施建设因资金投入较大 区级财力有限 酒泉热电建化循环经济产业区及东洞滩光伏发电基地还没有完成基础设施配套工程 与项目建设快速发展的要求不相适应。过去已完成基础设施配套工程的区域仍存在不够完善。如企业绿化用水紧张、冬季供暖质量不高、污水无法排放等问题。 四、对策及意见建议 1、优化投资环境 提升服务水平。以项目建设绿色通道为抓手 全面落实限时办结制、服务承诺制等措施 急事急办 特事特办 简化手续 提高效率 积极帮助项目业主解决生产经营中存在的问题和困难 把扶持企业发展的政策措施用足用活 切实为企业搞好协调服务 组织人力 加大项目谋划论证力度 对重大项目积极争取国家和省上的资金政策扶持 对建设项目 积极协调办理土地、环评等相关手续 落实单位帮抓项目各项措施 优化项目落地发展环境 力争计划的项目下半年能全面开工建设。 2、拓宽融资渠道 努力解决企业融资困难。积极拓宽企业融资渠道 完善中小企业信用担保体系 加强银企、银地合作 帮助企业向金融部门推介项目 引导金融机构加大对中小企业的信贷支持力度和资金投放规模。抓住国家启动内需的政策机遇 突出现有骨干企业的规模扩张和装备升级 谋划、

环氧树脂优缺点

热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷达罩等。需要指出的是，无论使用的是材料的哪一种功能性，都必须具有必要的力学性能，否则再好的功能材料也没有实用性。已有些功能材料同时还要有很高的强度，如高压绝缘子芯棒，要求绝缘性和强度都很高，是一种绝缘性结构复合材料。 (2)按成型压力可分为高压成型材料(成型压力5—30MPa)，如环氧工程塑料及环氧层压塑料；低压成型材料(成型压力＜2．5MPa)，如环氧玻璃钢和高性能环氧复合材料。玻璃钢和高性能复合材料由于制件尺寸较大(可达几个㎡)、型面通常不是平面，所以不宜用高压成型。否则模具造价太高，压机吨位太大，因而成本太贵。 (3)按环氧复合材料阶性能、成型方法、产品及应用领域的特点，并照顾到习惯上的名称综合考虑可分为：环氧树脂工程塑料、环氧树脂层压塑料、环氧树脂玻璃钢(通用型环氧树脂复合材料)及环氧树脂结构复合材料。 3、环氧树脂复合材料的特性 (1)密度小，比强度和比模量高。高模量碳纤维环氧复合材料的比强度为钢的5倍、铝合金的4倍，钻合金的3．2倍。其比模量是钢、铝合金、钦合金的5．5—6倍。因此，在强度和刚度相同的情况下碳纤维环氧复合材料构件的重量可以大大减轻。这在节省能源、提高构件的使用性能方面，是现有任何金属材料所不能相比的。 (2)疲劳强度高，破损安全特性好。环氧复合材料在静载荷或疲劳载荷作用下，首先在最薄弱处出现损伤，如横向裂纹、界面脱胶、分层、纤维断裂等。然而众多的纤维和界面会阻

空心玻璃微珠在复合材料中的应用研究

空心玻璃微珠在复合材料中的应用研究 空心玻璃微珠(ES)是由经特殊工艺制成的薄壁封闭的微小球形颗粒，具有中空、质轻、耐高低温、隔热保温、电绝缘强度高、耐磨、耐腐蚀、防辐射、隔音、吸水率低、化学性能稳定等优点，近年来作为复合材料填充剂，已广泛应用于建材、塑料、橡胶、涂料、航海和航天等领域。 1 空心玻璃微珠在建材中的应用 空心玻璃微珠密度低且不易吸水，可作添加剂制备低密度、低黏度、低渗透性及结合力强的轻质注浆水泥。用腔内全部填有水泥浆的空心微珠制成的轻质水泥(σc28值在27~33 MPa 之间)，优于传统膨胀珍珠岩轻质水泥(σc28=1~5.5 MPa)和膨润土轻质水泥(σc28=17~40 MPa)，且其隔热性能随微珠粒度的减小而提高。当微珠的腔内没有水泥浆时，样品的隔热性能得到最大改善。在美国，空心玻璃微珠已用于人造大理石生产，填充适当的空心玻璃微珠，可改善人造大理石纹理布局及颜色的连续性，降低固化时间，改善冲击强度，提高抗龟裂能力，降低破损率，同时改善机械加工性，减小后处理工具的磨损，且便于搬运及安装。人们开始将空心玻璃微珠用于涂料研究，以提高涂料的隔热、隔音性能。采用化学镀方法在玻璃微珠表面镀银并用于涂料中，结果表明，在控制反应温度和浓度的条件下，可使镀银玻璃微珠的红外辐射率由原来的1.02降为0.70，将其应用于涂料后，涂层的红外辐射率为0.80。 2 空心玻璃微珠在塑料、橡胶中的应用 近年来，空心玻璃微珠作为新型无机粉末填料用于工程塑料和橡胶的填充，使其具有优异的流变加工和抗冲击性能等优点。目前，研究较多的是对聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、有机硅树脂等的填充改性。用一步法和二步法两种混合工艺，研究了经过表面预处理的玻璃微珠填充PP的力学性能。结果表明，经过适当表面处理的玻璃微珠可以通过熔融共混均匀分散在PP中，粒子与基体界面结合良好。填充体系随着玻璃微珠含量的增加，拉伸强度增大，冲击强度下降。流动性随着玻璃微珠含量的增加而增大，然后随之下降。采用不同粒径的中空玻璃微珠填充聚丙烯，在较低的弯曲载荷下，随着HGB体积分数的增加，试样热变形温度(t d)明显增大；而在较高的弯曲载荷下，试样的t d增加缓慢，甚至有所下降。当载荷及微珠含量一定时，t d随着HGB粒径的增加而呈非线性函数形式增大。尼龙6是一种具有较好力学性能和热性能的工程塑料，通常是使用玻璃纤维进行改性来提高性能和拓展使用领域。但同时产生流动性差、玻纤外露、收缩率高、后翘曲严重、加工困难等不足。空心微珠是尺寸小，表面光滑坚硬，有极好的流动性、分散性，吸油率低，耐高温，用于填充尼龙可以改善浮纤外露，提高制品表面光洁度，改善流动性能，加工方便、降低收缩变形率，克服制品后翘曲现象，提高制品的耐热温度及耐磨、耐划伤性，且可以大大降低生产成本。研究人员以空心玻璃微珠为填料制备了玻璃微珠填充改性含油铸型尼龙复合材料，研究了复合材料的摩擦学性能和热性能。结果表明：加入玻璃微珠的复合材料的摩擦因数降低，耐磨性提高，其磨损行为主要是粘着磨损和磨粒磨损；该复合材料的热变形温度有所降低，但线膨胀系数减小。用硅烷偶联剂对空心玻璃微珠进行表面处理后填充MC尼龙，改善了MC尼龙和空心玻璃微珠的相容性，使复合材拉伸强度、弯曲强度和断裂伸长率比不经偶联剂处理的分别提高了约15.7%、12.2%和246%；同时耐热性提高，而吸水率和收缩率降低。夏英[11 ]在80%ABS树脂中加入20%的粒径为5 μm经表面处理的空心玻璃微珠，制得了综合性能较佳的空心玻璃微珠改性复合材料，其缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、熔体流动速率及氧指数分别为7.7 kJ/m2、47 MPa、69 MPa、2.75GPa、5g/10min和22.4%。邓聪[12]用空心玻璃微珠填充改性聚甲醛(POM)，结果表明，影响复合体系性能的主导因素是

玻璃微珠的制备方法

玻璃微珠的制备方法 石成利梁忠友 （山东轻工业学院，济南，250100） 摘要本文简要介绍了玻璃微珠的制备方法。 关键词玻璃微珠；制备 PRODUCTION OF GLASS BEADS Shi Chengli Liang Zhongyou （Shandong Institute of Light Industry, Jinan, 250100） Abstract In the paper, authors introduce simply the production of glass beads. Keywords glass beads ；production 1前言 玻璃微珠是指直径几微米到几毫米的实心或空心玻璃珠，有无色和有色的。直径0.8mm以上的称为细珠；直径0.8mm以下的称为微珠。 玻璃微珠是一种新型硅酸盐材料，具有透明、折射率可调、定向回归反射、表面光滑、流动性好、电绝缘、化学性能稳定、耐热及机械强度高等特点。高强度的实心微珠主要用作研磨介质、机械加工的研磨材料、增强充填剂等，反光实心微珠主要用于交通标志、美术及宣传广告、海上救生器材、演出服装、定向投影屏幕等，空心微珠主要用于固体浮力材料、超低温绝热材料、工程塑料及固体火箭燃料充填剂等。广泛应用于轻工、化工、纺织、交通、航运、精密机械加工等行业。 玻璃微珠随用途不同，其化学组成也各不相同，常用的组成有钠钙玻璃、硼硅玻璃、含锆玻璃、含钛玻璃及高硅氧玻璃等。 玻璃微珠的生产最早始于美国，二次大战后，欧洲各国逐步开始工业生产。随着科学技术的进一步发展，玻璃微珠的独特性能逐步被人们认识。因而其生产技术也得到了不断发展和改善，产品的品种、规格日益增加，应用领域不断扩大，国际市场需求量日益增大。本文简要介绍了目前常用的玻璃微珠的制备方法。 2玻璃微珠的制备方法 目前有关玻璃微珠的生产方法有十多种，下面介绍常用的几种。 2.1实心玻璃微珠的制备方法[1～4] 2.11粉末法 粉末法是由美国1175224专利提出的，基本原理是将玻璃粉碎成要求的颗粒，经过筛分，在一定温度下通过均匀加热区，使玻璃颗粒熔融，在表面张力作用下形成微珠。图1为粉末法制取实心玻璃微珠的简图。立筒2的外壁用空气冷却，空气从喷嘴2中喷出，圆形排列的煤气喷嘴3位于立筒下部的1/3处，玻璃颗粒贮于容器4中，通过管道5 送入立筒内的熔融区，当开始熔融和形成微珠时，它立即为向上流动的燃烧气体带出立筒，落在出口处的漏斗上，经过管7进入收集器的8中。 粉末法生产的关键是选择空气喷嘴，喷嘴所形成的气流可以确保微珠能上升到顶部，使重的粒子沉在底部。 粉末法的优点是能制造硬质玻璃微珠，球径易于控制，得球率高。缺点是生产周期长，产量低，成本高，能耗大。

新型高强度玻璃纤维制备及其增强环氧树脂性能.

2010 年第 17 期·航空制造技术 75 新型高强度玻璃纤维制备及其 增强环氧树脂性能 * 中材科技股份有限公司刘建勋祖群朱建勋 高强度玻璃纤维与普通无碱玻璃纤维相比具有拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性好、耐高温等优良性能, 广泛应用于航空、航天、兵器、舰船、化工等领域。 目前, 主要高强度玻璃纤维有:美国的“S -2” 、日本的“T” 纤维、俄罗斯的“ВМЛ” 纤维、法国的“R” 纤维和中国的“H S” 系列纤维 [3-6]。表 1是不同牌号高强度玻璃纤维的性能比较, 同时与 E-glass 纤维作对比。 从表 1可以看出, 目前我国性能较高的“H S-4” 玻璃纤维, 其力学性能和法国“R”玻璃纤维、俄罗斯 刘建勋 毕业于南京理工大学国家特种超细粉体研究中心, 获工学博士学位。2008~2010年, 南京玻璃纤维研究设计院博士后、高级工程师, 江苏省颗粒学会理事。主持国防军品配套、江苏省自然科学基金等国家和省科技项目, 现在主要从事特种玻璃纤维成分与性能研究。发表 SCI、 EI 文章 10余篇。 Preparation of New High-Strength Glass Fiber and Performance of Reinforced Epoxy Resin

* 国家高技术研究发展计划 (863计划资助项目 (2007AA03Z549 ; 江苏省自然科学基金资助项目 (BK2009488 。 高强度玻璃纤维与普通无碱玻 璃纤维相比具有拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性好、耐高温等优良性能, 广泛应用于航空、航天、兵器、舰船、化工等领域, 如导弹发动机壳体、宇航飞机内衬、枪托、发射炮筒、防弹装甲、高压容器等。随着科技的发展, 高强度玻璃纤维在各工业领域的需求量也在不断扩大[1-2]。 76 航空制造技术·2010 年第 17 期 及浸胶纱强度及层间剪切强度。 (2 玻璃纤维新生态强度的检测。 根据标准 A S T M D -2102, 取熔制好的玻璃约 60g, 放入单孔铂铑坩埚内, 在1440℃ ~1450℃下再熔融, 通过控制常规的玻璃纤维成型工艺参数 (液面高度、热点温度、拉丝机转速等 , 拉制成直径为7~8μm 的连续玻璃纤维, 采用强力测试机测试其新生态强度, 测试环境湿度必须控制在规定范围内。 (3 玻璃纤维耐温性的检测。玻璃纤维的耐温性采用软化点来判定, 软化点温度越高, 耐温性越好, 反之则耐温性差。软化点的测试方法与其他玻璃纤维软化点测试方法相同, 采用吊丝法(按 A S T M C -338 测试, 匀速升温, 激光位移感应器记录玻璃伸长速率, 当伸长率

高性能空心玻璃微珠在代木的应用

高性能空心玻璃微珠在代木的应用 高性能空心玻璃微珠是一种中空的微米级圆球粉末状超轻质无机非金属材料，因性能优异，被誉为“复合材料之王”、“新时代的空间材料”、“魔粉”，是二十一世纪高端复合材料的主流品种，是近些年来在全世界特别是发达国家得到广泛应用的新型功能性工业填料，具有质量轻、强度高、隔热保温、流动性好、耐腐蚀等诸多独特的特点。 它是制造大飞机等航空航天器必需的特种材料，是海洋领域通用的基础材料，是军事工业不可或缺的核心材料，是油气田开采中最抗压的密度调节材料，是建筑、电子、化工、汽车、塑料、油漆涂料、体育用品、玻璃钢、代木、人造大理石等众多行业的特种功能性填充料，有着广阔的市场应用前景和神奇的产品应用效果。

适用型号：HN20 HN25 HN32 特点： 1.填充了海诺空心玻璃微珠的人造木可以为制造家具部件、装饰品与雕塑提供出色的质量保证。在原配方中添加不同比例的海诺空心玻璃微珠，可以调节产品密度。 2.海诺空心玻璃微球的吸油率比碳酸钙等普通填料要小得多，可使粘度显著下降。 3.与传统矿物添加剂相比，海诺空心玻璃微珠具有更好的流动性，适用于制造面积大而薄的板材，添加海诺空心玻璃微珠后的材料更易钉钉加工，改变了传统配方的人造木普遍存在的钉钉后出现开裂的现象。 海诺高性能空心玻璃微珠的混合： 1、海诺空心玻璃微珠的填充量一般在5%-20%之间。空心玻璃微珠极易与树脂混合，一般建议在较慢的搅拌速度下在混合的最后阶段加入海诺空心玻璃微珠。如果必须使用高压泵，则事先必须确定空心玻璃微珠的强度是否达到要求. 2、注意：海诺空心玻璃微珠的混合方式也是重要的因素，我们强烈建议添加海诺空心玻璃微珠的混合速度应低于100 转/分钟。

环氧树脂复合材料

环氧树脂复合材料 复合材料是由基体材料和增强材料复合而成的多相体系固体材料。它充分发挥了各组分材料的特点和潜在能力，通过各组分的合理匹配和协同作用，呈现出原来单一材料(均质材料、单相材料)所不具有的优异的新性能，从而达到对材料某些性能的综合要求。复合材料的出现在材料发展史上具有划时代的意义。受到国内外的极大重视。其发展之迅猛在历史上是空前的。已在工业、农业、交通、军事、科学技术和人民生活等各个领域广为应用。尤其是在航空、航天等尖端技领域中已成为不可缺少的重要的结构材料。无怪乎有人认为21世纪将进入“复合材料时代”。 热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷达罩等。需要指出的是，无论使用的是材料的哪一种功能性，都必须具有必要的力学性能，否则再好的功能材料也没有实用性。已有些功能材料同时还要有很高的强度，如高压绝缘子芯棒，要求绝缘性和强度都很高，是一种绝缘性结构复合材料。 (2)按成型压力可分为高压成型材料(成型压力5—30MPa)，如环氧工程塑料及环氧层压塑料；低压成型材料(成型压力＜2．5MPa)，如环氧玻璃钢和高性能环氧复合材料。玻璃钢和高性能复合材料由于制件尺寸较大(可达几个㎡)、型面通常不是平面，所以不宜用高压成型。否则模具造价太高，压机吨位太大，因而成本太贵。

环氧树脂种类及性能

环氧树脂种类及性能 一、定义 1、环氧树脂(Epoxy Resin)就是泛指含有两个或两个以上环氧基,以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用得热固化产物得高分子低聚体(Oligomer)。当聚合度n为零时,称之为环氧化合物,简称精品文档,超值下载 环氧化物(Epoxide)。这些低相对分子质量树脂虽不完全 满足严格得定义但因具有环氧树脂得基本属性在称呼时也不加区别地统称为环氧树脂。典型得环氧树脂结构如下式。 2、环氧基就是环氧树脂得特性基团,它得含量多少就是这种树脂最为重要得指标。描述环氧基含量有以下几种不同得表示法: ⑴环氧当量 :就是指含有1 mol环氧树脂得质量,低相对分子质量(分子量)环氧树脂得环氧当量为175～200,随着分子量得增大环氧基间得链段越长,所以高分子量环氧树脂得 环氧当量就相应得高。 ⑵环氧值 :每100g树脂中所含有环氧基得物质得量(摩尔)。这种表示方法有利于固化剂用量得计量与用量得表示。 因为固化剂用量得含义就是每100g环氧树脂中固化剂得加入 量(part perhundred of resin缩写成phr)。我国采用环氧值这一物理量。 环氧当量=100/环氧值 3、粘度得定义 粘度:液体在流动时,在其分子间产生得内摩擦得性质,称为液体得黏性,黏性得大小用黏度表示,就是用来表征液体性质相关得阻力因子。 粘度单位有两种:1、厘泊 (cps) 2、毫帕秒(m·pas)

1厘泊(cps)= 1 毫帕秒(m·pas) 二、种类及性能 1、双酚A型环氧树脂 :双酚A(即二酚基丙烷)型环氧树脂即二酚基丙烷缩水甘油醚。在环氧树脂中它得原材料易得、成本最低,因而产量最大(在我国约占环氧树脂总产量得90％,在世界约占环氧树脂总产量得75％～80％),用途最广,被称为通用型环氧树脂。由双酚A型环氧树脂得分子结构决定了它得性能具有以下特点: ⑴就是热塑性树脂,但具有热固性,能与多种固化剂,催化剂及添加剂形成多种性能优异得固化物,几乎能满足各种使用需求。 ⑵树脂得工艺性好。固化时基本上不产生小分子挥发物,可低压成型。能溶于多种溶剂。 ⑶固化物有很高得强度与粘结强度。 ⑷固化物有较高得耐腐蚀性与电性能。 ⑸固化物有一定得韧性与耐热性。 ⑹主要缺点就是:耐热性与韧性不高,耐湿热性与耐候性差。 2、双酚F型环氧树脂 :这就是为了降低双酚A型环氧树脂本身得粘度并具有同样性能而研制出得一种新型环氧树脂。通常就是用双酚F(二酚基甲烷)与环氧氯丙烷在NaOH作用下反应而得得液态双酚F型环氧树脂。 双酚F型环氧树脂得特点就是黏度小,不到双酚A型环氧树脂黏度得,对纤维得浸渍性好。其固化物得性能与双酚A 型环氧树脂几乎相同,但耐热性稍低而耐腐蚀性稍优。液态双酚F型环氧树脂可用于无溶剂涂料、胶粘剂、铸塑料、玻璃钢及碳纤维复合材料等。 3、多酚型缩水甘油醚环氧树脂:多酚型缩水甘油醚环氧树脂就是一类多官能团环氧树脂。在其分子中有两个以上得环氧

空心玻璃微珠的应用

空心玻璃微珠的应用 空心玻璃微珠在树脂中的特性： ⊙颜色好。外观与碳酸钙一样为纯白色，可广泛应用于任何颜色的产品中。 ⊙比重轻体积大。填充应用后可使产品大大减轻重量，从而减少主原料树脂用量，降低产品成本。 ⊙填充工艺简单。中空玻璃微珠无需做表面处理，可直接与主原料混合或制成母料。填充中空玻璃微珠的产品比填充其他填料的产品重量更轻，体积更大，且各种物理机械性能指标更好。 ⊙流动性好，产品尺寸稳定极佳。由于中空玻璃微珠是微小圆球，在液体中，动作象微型滚珠轴承，要比片状、针状或不规则形状的填充粒子更具有较好的流动性，由此产生的微球效应，使混合料粘度下降，充模性能自然优异，良好的加工性能，可使生产效率提高了15％～20％。由于圆球状的物体是各向同性的，所以填充微珠不会产生因取向造成不同部位收缩率不一致的弊病，保证了产品的尺寸稳定，不会翘曲，解决了异型材、大型注塑产品成型加工长期存在的变形问题。 ⊙隔热、隔音、绝缘、吸水率低。空心玻璃微珠的内部是惰性气体，两种不同材料存在密度及导热系数差，所以它具有隔音、隔热，导热低的特性，是做为各种保温、隔音产品的极佳填充剂。微珠的隔热特性还可用于保护产品经受急热和急冷条件之间交替变化而引起的热冲击。非常高的比电阻，极低的吸水率使其可广泛用于加工生产电缆绝缘材料。 ⊙可改善塑料产品的物理机械性能。空心玻璃微珠填充塑料可使材料的硬度和弹性模量大大增加，刚度和应力阻尼的能力也有所提高。但抗冲击性能下降。不过，抗冲击性能下降的多少还与对空心玻璃微珠的表面处理有关，如选用正确的偶联剂进行预处理，可减少对材料抗冲击性能的影响。 ⊙吸油率低。与常规填充材料碳酸钙相比，空心玻璃微珠的吸率量要低得多，不同型号产品每100克的吸油率在7～50毫克之间，而每100克轻质碳酸钙的吸油率高达120～130毫克，重质碳酸钙也高达50～60毫克。这种低吸油率的填充材料在生产过程中不仅降低增塑剂的用量，还变相地增加了填充量降低了综合成本。 利用空心玻璃微球上述特点，可加工生产出各种性能优异的产品，可广泛应用填充于UP、EP、PF、MF、有机硅等等各种热固性树脂产品中；如生产灌封料、地坪、涂料、汽车底盘PVC抗石击增塑涂料、深海采矿浮体材料、超低密度水泥、原子灰（腻子）、乳化、密封膏、橡胶弹性体、精细日用化工、生物医药、复合材料、模型用材料（代木）、保龄球、地球仪、轻质树脂工艺品、壁画壁挂相框、人造大理石等等，起到降低成本、减轻产品重量、提高隔温隔热性、绝缘性、机械加工性等优点。 加工技术决定空心玻璃微球的选择，空心玻璃微球的机械性能与密度之间有一个平衡，如果微球太轻就会因其壁很薄而易碎！在产品中的应用会受到限制。如果能够成功地将其结合在产品中，那么就可大大降低产品的密度及成本。微球壁厚密度高，具有一定的抗机械破碎能力，就不能降低纯聚合物的密度！填充时务必注意，必须把微球安排到最后才加入，搅拌器的搅拌叶片最好用圆铁棒搞成山字形，尽可能降低搅拌速度（每分钟不超过50转为好），就可减少剪切力，大大降低微球的破碎率！ 空心玻璃微珠较大的用途是人造大理石。在美国,有许多制造商正在使用这种填料,它有以下优

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备

综合实验研究 玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备 院系：航空航天工程学部 专业：高分子材料与工程专业 指导教师：于祺 学生姓名：王娜

目录 第1章概述 1.1 玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的研究现状 1.2 本次试验的目的及方法 第2章手糊法制备玻纤/环氧树脂复合材料 2.1实验原料 2.1.1环氧树脂 2.1.2玻璃纤维 2.1.3咪唑固化剂 2.1.4活性稀释剂 2.2手糊成型简介 2.4实验部分 2.4.1实验仪器 2.4.2实验步骤 第3章力学性能测试 3.1剪切强度 3.2弯曲强度 3.3实验数据的分析 3.3.1 浸胶的用量及均匀度 3.3.2 固化时间与温度的影响 3.3.3 活性稀释剂的用量 第4章结论与展望 4.1结论与展望 参考文献

第1章概述 1.1 玻璃纤维增强环氧树脂复材的研究现状 EP/玻璃纤维(GF)复合材料是目前研究比较成熟、应用最广的一种复合材料。EP/GF复合材料具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛、工艺性好、加工成型简便、生产效率高等特点,并具有材料可设计性及特殊的功能性如屏蔽电磁波、消音等特点,现已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法代替的重要材料。且复合材料的研究水平已成为一个国家或地区科技经济水平的标准之一。目前美，日，西欧的水平较高，北美，欧洲，日本的产量分别占33%，32%，30%。毋庸置疑，EP/玻璃纤维(GF)复合材料的质量轻，高强度等优于金属的特性，会在某些领域更广泛的使用，目前复材的粘接性能与力学性能成为主要的研究方面。目前主要的成型方法有手糊成型，缠绕成型，热压管成型，RTM成型，拉挤成型。 1.2 本次试验的目的及方法 实验由学生自行设计采用一种固化体系，用手糊成型方法制备EP/玻璃纤维(GF)复合材料，再测量材料的力学性能如，弯曲，剪切。目的在于1，了解材料科学实验所涉及到的设备的基本使用。 2，掌握环氧树脂固化体系的配置及设计。 3，对手糊成型操作了解，及查找文献完成论文的能力。 就此要求我们第2组采用环氧树脂E-44，20cm×20cm的玻璃纤维布15张，用咪唑固化剂并加入稀释剂防止体系过粘。通过查阅相关文献，确定咪唑固化环氧树脂的最佳固化条件：60℃/2h+80℃/2h，制备了玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，之后将制备的样品进行力学性能测试，其层间剪切强度为5.750Mpa，弯曲强度为127.64Mpa。

空心玻璃微珠

空心玻璃微珠 空心玻璃微珠是近年来发展起来的一种用途广泛、性能优异的新型材料，该产品的主要成分是硼硅酸盐，粒度为10-250微米、壁厚为1-2微米、密度在0.1-0.7g/m3的空心球体。由于其密度小、导热性能低、介电常数小、耐化学腐蚀等特点而广泛应用于乳化炸药、隔热防火材料、隐形消声材料、高级绝缘材料、化工产品添加剂等军事、民用及其他高科技领域。目前，国际上只有美国的3M 公司、日本的旭硝子公司等几个公司能够生产，但质量能够全面符合技术要求的只有美国的3M一家。国内90年代曾耗资数千万元引进国外的生产技术和设备，但由于技术上的原因，迄今产品质量和规格还不能满足市场需要。因此，高质量空心玻璃微珠材料的生产在国内仍是空白。 一.空心玻璃微珠产品特性 1.颜色纯白。可广泛用于任何对外观颜色有要求的制品中。 2.比重轻体积大。空心玻璃微珠的密度约是传统填充料微粒密度的十几分之一，填充后可大大减轻产品的基重，替代及节省更多的生产用树脂，降低产品成本。 3.具有有机改性（亲油性）表面。空心玻璃微珠润湿分散容易，可填充于大多数热固热塑性树脂中，如聚酯、环氧树脂、聚氨酯等。 4.高分散、流动性好。由于空心玻璃微珠是微小圆球，在液体树脂中要比片状、针状或不规则形状的填料更具有较好的流动性，所以充模性能优异。更重要的是这种小微珠是各向同性的，因此不会产生因取向造成不同部位收缩率不一致的弊病，保证了产品的尺寸稳定，不会翘曲。 5.隔热、隔音、绝缘、吸水率低。空心玻璃微珠的内部是稀薄的气体，所以它具有隔音、隔热的特性，是做为各种保温、隔音产品的极佳填充剂。空心玻璃微珠的隔热特性还可用于保护产品经受急热和急冷条件之间交替变化而引起的热冲击。较高的比电阻，极低的吸水率使其可广泛用于加工生产电缆绝缘材料。

环氧树脂特性

环氧树脂 目录 材料简介应用特性类型分类使用指南国内主要厂商环氧树脂应用领域环氧树脂行业 材料简介 环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。 应用特性 1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。 2、固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～180℃温度范围内固化。 3、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。 4、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。 5、力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。 6、电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。 7、化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。 8、尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。 9、耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。 类型分类 根据分子结构，环氧树脂大体上可分为五大类： 1、缩水甘油醚类环氧树脂 2、缩水甘油酯类环氧树脂 3、缩水甘油胺类环氧树脂 4、线型脂肪族类环氧树脂 5、脂环族类环氧树脂 复合材料工业上使用量最大的环氧树脂品种是上述第一类缩水甘油醚类环氧树脂，而其中又以二酚基丙烷型环氧树脂（简称双酚A型环氧树脂）为主。其次是缩水甘油胺类环氧树脂。 1、缩水甘油醚类环氧树脂 缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的。

纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺

纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺

纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺一、前言 相比传统材料，复合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大占以来发展很快。尽管产量小（据法国Vetrotex公司统计，2003年全球复合材料达700万吨），但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%，以中国（含台湾省）、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年玻班纤维增强塑料（玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”）逾90万吨，已居世界第二位（美国2003年为169万吨，日本不足70万吨）。复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分 组成： 增强材料：在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能，如玻璃钢中的玻璃纤维，CFRP（碳纤维增强塑料）中的碳纤维素就是增强材料。 基体：构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢（GRP）中的树脂（本文谈到的环氧树脂）就是基体。y

按基体材料不同，复合材料可分为三大类： 树脂复合材料 金属基复合材料 无机非金属基复合材料，如陶瓷基复合材料。 本文讨论环氧树脂基复合材料。 1、为什么采用环氧树脂做基体？ 固化收缩率代低，仅1%-3%，而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%； 粘结力强； 有B阶段，有利于生产工艺； 可低压固化，挥发份甚低； 固化后力学性能、耐化学性佳，电绝缘性能良好。值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯权势脂为佳，然耐酸性差；固化后一般较脆，韧性较差。 2、环氧玻璃钢性能（按ASTM） 以FW（纤维缠绕）法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例，将其与钢比较。 表1 GF/EPR与钢的性能比较 玻璃含量GF/EPR（玻纤含量80wt%) AISI1008 冷轧钢

空心玻璃微珠技术数据表

安徽省马鞍山市西塘路666号高性能空心玻璃微珠 技术数据表 一、产品简介和应用 高性能空心玻璃微珠是一种中空的圆球粉末状超轻质无机非金属材料，是近年发展起来的一种用途广泛、性能优异的新型轻质材料。它将成为二十一世纪新型复合材料的主流。其真密度在0.20-0.60g/cm3，粒径在2-150μm之间。由于其具有重量轻、体积大、导热系数低、抗压强度高、流动性好和化学性能稳定的优点，空心玻璃微珠作为填料被广泛使用在涂料、橡胶、塑料、玻璃钢、人造石、原子灰、乳化炸药和油气田开采等行业的产品中。 GS系列高性能空心玻璃微珠具有良好的亲水性，适用于油田、复合材料及涂料领域等。 高性能空心玻璃微珠可以替代传统的填充剂，如：二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、黏土等等。由于密度很小，被广泛地用来减重、降低成本、提高产品的性能。 空心玻璃微珠独特的空心球体形状使其具有以下优点：高填充率、降低粘度/提高流动性以及降低制品的收缩和翘曲。所以，在复合材料中和应用在各种生产加工过程中，空心玻璃微珠能很好的和树脂融合，如：喷涂、注塑和模塑。 二、真密度 型号标准值 (g/cm3) 真密度(g/cm3) 上限密度下限密度 GS200.200.180.22 GS250.250.230.27 GS320.320.300.34 GS38Hs0.380.360.40 GS400.400.380.42 GS460.460.440.48 GS600.600.570.63 三、抗压强度 型号抗压强度 (MPa/Psi) 最大最小 GS20 3.5/50090%80% GS255/75090%80% GS3214/200090%80% GS38Hs38/550090%80% GS4028/400090%80%