空心玻璃微球赋能高性能浮材

2012年6月我国自主研发的“蛟龙号，采用高性能空心玻璃微球材料创造了下潜深度7062米中国优秀载人深潜记录；2014年，我国首台4500米级深海遥控无人潜水器作业系统“海马”号也使用了高性能空心玻璃微球；2017年2月，开展综合性万米深渊科考活动的中国海洋科考船“探索一号”、“深海勇士号”载人深潜器、“万泉号”深渊着落器同样使用了高性能空心玻璃微球。而在2020年，采用高性能空心玻璃微球材料、由中国研发的万米载人潜水器“奋斗者号”成功探访马里亚纳海沟的最深处“挑战者深渊”，开辟了海洋科研的新历史。

一、空心玻璃微球在固体材料中的优势

用空心微珠填充聚合物基体而制备的复合材料，由于本身具有较好的耐压性能，较低的密度，可用作海洋浮力材料，如船体和舰艇的结构材料、近海钻探的提升器、深海作业的停泊浮标、水下管道和电缆的牵引浮标，水下运载器的船体和外壳、水下声呐基阵和水下平台的牵引材料、也可以做成标准的浮力模件供各种需要浮力的场合使用。

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、降低密度：空心玻璃微珠密度较小，堆积密度0.06-0.36g/cm，真实密度为0.10-0.60g/cm，作为填料可以显著降低材料的密度，从而制备低密度复合材料。

2、黏度变化小：空心玻璃微珠形状光滑圆整，具有等向性，无尖锐边角，因此没有应力高度集中现象，可以有效防止应力开裂。与其他形状的填料相比，球形微珠比表面积最小，这意味着提高填料量，体系黏度的变化较小。

3、流动性好：由于玻璃微珠圆滑又具有相当大的抗压碎性能，故固化反应体系的黏度不会很大，对捏合机、模具成型机的磨损很小，在流道和模具内的流动性好。

4、尺寸稳定：空心玻璃微珠的膨胀系数小，在树脂中分散性好，且各向同性，因此可以有效地减少制品收缩，防止因残余应变所造成的制品弯曲、翘曲变形等，所以其制品尺寸稳定性高。

5、耐火阻燃：热稳定性好，阻燃，热分解温度大于1450℃，可提高聚合物的阻燃特性，

6、降本增效：堆积密度很小，作为聚合物填充材料，较其他矿物填料用量少，装载质量小，节省聚合物用量，因此可降低产品成本。

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