深海用固體浮力材料的制備及其特性評(píng)價(jià).pdf

1、本論文以E51型環(huán)氧樹(shù)脂為基體，空心玻璃微珠為輕質(zhì)填料采用澆注法制備固體浮力材料。針對(duì)澆注法制備固體浮力材料時(shí)試樣內(nèi)部氣體缺陷較多以及空心玻璃微珠與聚合物基體潤(rùn)濕性較差的問(wèn)題，提出了超聲處理工藝；為增強(qiáng)空心玻璃微珠與環(huán)氧樹(shù)脂基體之間的界面強(qiáng)度，研究了偶聯(lián)劑對(duì)固體浮力材料性能的影響；研究了空心玻璃微珠混合比例對(duì)固體浮力材料性能的影響；采用碳納米管原粉、羧化碳納米管以及氨化碳納米管作為增強(qiáng)相制備固體浮力材料，研究了碳納米管表面改性對(duì)固體浮力

2、材料性能的影響。論文得出主要結(jié)論如下：
　　1.對(duì)空心玻璃微珠/環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)混料施加超聲處理后，固體浮力材料的壓縮性能得到明顯增強(qiáng)。當(dāng)空心玻璃微珠含量為60vol%時(shí)，經(jīng)超聲處理后試樣的壓縮強(qiáng)度為39MPa，比壓縮強(qiáng)度為65MPa·cm3·g-1，比未經(jīng)超聲處理的試樣分別提高了15.4%和8.3%。超聲的線性交變振動(dòng)作用使空心玻璃微珠在基體內(nèi)部產(chǎn)生高頻振動(dòng)，依附在空心玻璃微珠表面的氣體進(jìn)入到基體內(nèi)部并上浮逸出預(yù)混料，從而使試樣內(nèi)部的

3、氣體缺陷減少，應(yīng)力集中點(diǎn)減少，壓縮強(qiáng)度增加。
　　2.添加偶聯(lián)劑后，空心玻璃微珠與環(huán)氧樹(shù)脂基體之間形成了厚度約為1.2~1.5μm的過(guò)渡層，增強(qiáng)了空心玻璃微珠與環(huán)氧樹(shù)脂基體之間的界面結(jié)合性能。當(dāng)裂紋經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂基體傳播到空心玻璃微珠時(shí)，一部分空心玻璃微珠發(fā)生剪切破壞；另一部分改變了傳播方向，消耗能量，從而增強(qiáng)了試樣的壓縮性能。
　　3.采用不同混合比例的K25型和S38HS以及K25和S60HS型空心玻璃微珠制備固體浮力材料。

4、研究發(fā)現(xiàn)，由于K25密度較低、壓縮強(qiáng)度較低，因此隨著K25含量的增加，試樣的密度逐漸減小，壓縮性能逐漸降低。由于 S60HS尺寸較小、壓縮強(qiáng)度較大，因此K25型和S60HS型混合空心玻璃微珠制備的固體浮力材料的壓縮性能優(yōu)于同比例的K25和S38HS制備的固體浮力材料。
　　4.氨基化碳納米管與環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)合能力以及分散性較好，因此氨化碳納米管的增強(qiáng)效果優(yōu)于羧化碳納米管。當(dāng)氨化碳納米管含量為0.3wt%時(shí)，固體浮力材料的壓縮性能最好，