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空心玻璃微珠在泡沫塑料中的应用

2019-09-17 13:52:18 96

力学性能

空心玻璃微珠的加入能够增加泡孔密度,而且空心玻璃微珠多分布在泡孔壁处,增强了泡孔壁的支撑作用,从而提高泡沫的压缩强度。改性的空心玻璃微珠在泡沫塑料中有更好的相容性,提高了其界面的黏结性能,从而能够提高泡沫的拉伸性能,但是拉伸的断裂应变明显减小。此外,空心玻璃微珠的加入能提高泡沫的耐冲击性能。

缓冲特性

屈服区是泡沫材料作为缓冲材料、吸能材料起到吸能作用的主要区域。对一种泡沫材料缓冲、吸能性能的评价主要取决于屈服区的长短和应力水平的高低。研究结果表明:复合塑料泡沫的缓冲性能或缓冲能力随密度的增加会降低。填充空心玻璃微珠后,压缩应力-应变曲线的平台区会变短,屈服应力增加不多,但缓冲能力却会降低。

耐热性

空心玻璃微珠的结构,使其具有很低的导热系数,加入到泡沫塑料的体系中,必然对复合泡沫的耐热性有一定的改善。研究了空心玻璃微珠对聚氨酯泡沫的耐热性的影响,发现空心玻璃微珠的加入提高了泡沫材料的热稳定性,热分解温度提高了约80℃,且分解阶段吸热、放热分段交叉进行,泡沫材料耐热性显著提高。

保温性

空心玻璃微珠内部填充的气体能对热流有良好的阻隔作用,其导热系数比较低,能作为保温填料加入泡沫板中,提高材料的保温性能。研究了空心玻璃微珠对聚氨酯泡沫塑料保温性能的影响,结果发现:当空心玻璃微珠的加入量为2%时,导热系数最低,比全水聚氨酯泡沫的导热系数降低了6.7%。在PP/HGB的复合体系中,随着空心玻璃微珠体积分数的提高,体系的有效导热系数呈线性下降趋势,同时,空心玻璃微珠的尺寸越大,导热系数越低。

燃烧性

在研究了空心玻璃微珠对聚氨酯泡沫燃烧能力的影响,发现随着空心玻璃微珠添加量增加,聚氨酯三相泡沫的氧指数缓慢增加,水平燃烧速度逐渐降低,当空心玻璃微珠添加量为30%时,聚氨酯泡沫的氧指数仅升至20.4,水平燃烧速度也仅由494.5mm/min降至389.9mm/min,单独添加空心玻璃微珠对聚氨酯泡沫的燃烧性能影响并不够显著。此外,随着膨胀型阻燃体系的加入,符合泡沫的氧指数急剧增加,水平燃烧速度也显著降低。空心玻璃微珠复合泡沫在燃烧过程中,空心玻璃微珠的加入限制了体积的膨胀,所以不利于发挥其隔热的性能,但是与膨胀型阻燃剂复配之后,就能达到比较好的效果。