顺盈手机app下载!时代的发展对材料提出了更高的要求,鞋子更轻,车子更省油,塑料制品更环保,加工性能更优越,成本更低,品质更好……
这些是材料创新的源动力,也是时代发展的驱动力。空心玻璃微珠作为新型功能性填料,逐渐走到材料界的聚光灯下,为更多创新带来可能。
高强度、低密度的空心玻璃微珠可用作各种聚合物和应用中的轻量化添加剂,同时保持或改善加工性能和材料的物理性能,这其中包括:
空心微珠可承受共混、注塑、挤出和其他制造工艺的温度和压力等加工条件。正确的使用方法,能为产品带来品质的提升:
首先,玻璃微珠的密度在0.4-0.75g/cm3,降低复合材料的密度达到减重的效果,其次由于中空的特性,在满足性能的同时,减少了树脂的使用量;有利于推进汽车、航空轻量化的发展。
由于玻璃珠的内部为空气,空气的介电常数为1,这使得空心玻璃微珠的介电常数整体非常低,减少对高频信号的损耗,在5G行业和自动驾驶汽车具有非常大的用途。
空心玻璃微珠是微小球体,在树脂中起到微型滚珠轴承作用,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15%~20%。
由于球形物体是各向同性的,填充微珠能够克服因取向造成的不同部位收缩率不一致的弊病,保证了产品的尺寸稳定,降低翘曲,解决了异型材、大型注塑产品成型加工一直存在的变形问题。此外,用空心玻璃微珠做填料提高填充改性材料的加工速度,提升生产效率。
空心玻璃微珠吸油率0.20~0.60cc/g,因为其圆球状结构,单位体积的比表面积更低,吸油值更低。
高性能空心玻璃微珠的密度仅是树脂密度的1/5~1/2,同体积下只需要使用少量的空心玻璃微珠就能替换较重的其他粉体材料。当考量单位体积成本时,填充应用后可使产品减轻重量,从而减少主原料树脂、橡胶的用量,降低产品成本。
空心玻璃微珠本身属于刚性粒子,添加到树脂内之后能够提升材料的抗压强度、模量等。
同时由于玻璃珠的内部为空气,空气导热率低,同时多孔材料会吸收声波的震动,从而降低了热量、阻碍了声波的传输。
要想充分发挥空心玻璃微珠的效果,必须保证在添加过程中空心结构保持不破损。而双螺杆挤出机中的强剪切很容易使玻璃微珠破损,一旦空心玻璃微珠破碎,将成为密度为2.5g/cm3内的玻璃碎片,无法起到减重效果。这也是很多应用产品在实验初始阶段没有达到理想效果的主要原因。
所以,如何减少微珠在双螺杆挤出机造粒过程中的破碎率,是空心玻璃微珠优异性能发挥的关键。
具体可从挤出机螺纹组合、喂料与切粒方式、主机转速、微珠耐压强度等方面进行考虑。
在双螺杆挤出机中,螺杆对物料的剪切力使得填料分散均匀。微珠的圆球形状更容易分散,过大的剪切力反而容易导致其破碎。因此应调节啮合段螺纹块角度,按照低剪切设计,减小剪切力。具体调节方式如下(圣莱特实验室实拍):
转速高时物料受到的剪切力更大,使得微珠更容易破碎。因此,保证生产工艺的前提下降低转速,减小螺杆剪切力。
在微珠含量为10wt%左右时,微珠的破碎率随螺杆转速的提升而增加,400r/min时破碎率上升到7.23%。
微珠是一种无机粉体填料,和其他无机填料类似,加入后可提高树脂的耐热性能。因此使得加工温度升高。
此外,空心玻璃微珠与树脂的相容性不好,树脂与玻璃微珠材料之间的界面粘接性会变差,这会使得空心玻璃微珠的性能大打折扣,所以提升他们之间的相容性是非常重要的。
(1)添加相容剂:使用偶联剂或者马来酸酐接枝树脂等,改善两者的界面粘接力;
(2)表面蚀刻:使用酸碱等使微珠表面产生大量的缺陷,此时树脂将会填充进入缺陷缝隙之中,达到一个稳固的效果;
(3)表面改性:通过强氧化剂和或者酸碱与SiO反应,产生硅羧基、羟基等具有相容性的官能团;还可以将这些官能团进行改性,这些改性的官能团可以发生接枝、聚合等反应。从而改善界面粘接力。
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