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    Title: 模板法制备空心微晶玻璃微球
    Authors: 戴金辉
    徐楠
    黄翔
    朱志斌
    吴平伟
    Contributor: 中国海洋大学材料科学与工程研究院
    Keywords: 空心微球
    微晶玻璃
    模板法
    PAM
    Date: 2010-10-13
    Issue Date: 2013-07-08 10:19:36 (UTC+8)
    Publisher: 崑山科技大學
    Abstract: 空心玻璃微球,因具有低密度和高机械强度等性能而成为制备浮力材料的首选材料之一。MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃拥有更优越的机械性能。采用空心微晶玻璃微球取代传统玻璃空心微球作为填充材料的方法,将有效改善浮力材料的强度,加大现有浮力材料的使用深度。
    本文以自制PAM微球为模板,以合成的MgO-Al2O3-SiO2系玻璃粉为初始原料,采用反向悬浮聚合技术制备了玻璃粉末/PAM壳核微球,并通过烧结过程的控制得到了以低温石英固溶体为析晶相的微晶玻璃空心微球,其表面光滑、致密,直径约为20~60μm,壁厚小于2μm。研究了包覆粉体浓度、HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)值,以及预吸水量对壳核微球形貌的影响。并使用XRD和SEM对其尺寸、形貌和物相组成进行表征。同时,研究了表面活性剂和引发剂对聚丙烯酰胺微球单分散性和平均粒径的影响。
    引发剂APS和表面活性剂Span-80用量对合成PAM模板微球的平均粒径和粒径分散函数有显著影响。增加引发剂的量,可以增大PAM微球的平均粒径,而单分散性表现出降低的趋势。增加表面活性剂Span-80的量,可使PAM微球的平均粒径降低,单分散性明显提高。通过调节引发剂和表面活性剂的量,制得具有良好单分散性、平均粒径为104μm的PAM微球。
    HLB值、预吸水量以及包覆粉料浓度的改变都会影响壳核微球和空心微晶玻璃微球的形貌。使PAM模板球预先吸附适量的水分,有利于浆料中的单体和交联剂在模板球表面形成三维网络,使包覆粉体被固定在其表面形成完好的壳核结构。低浆料浓度有利于得到光滑、均匀包覆壳层。表面活性剂HLB值过低,水相浆料聚集强烈,导致包覆微球团聚;HLB值过高,悬浮液更趋向于水包油溶液,水性浆料在油相中不能很好的分散,包覆粉体有聚集形成实心颗粒的趋势。HLB为7.5时,油相能够润湿包覆粉体的表面,使其在油相中分散良好,有利于壳核微球的形成。
    采用自制40~100μmPAM微球模板,在预加水量3g,玻璃粉0.3g,HLB为7.5制备了壳核微球,并在905°C下烧结3h,得到了具有良好球形形貌的空心微晶玻璃微球,直径分布约为20~60μm,壳层厚度在1μm左右。经XRD分析,空心微球是以低温石英固溶体为主晶相的空心玻璃微球。
    Relation: 2010 海峽兩岸大學校長論壇暨科學技術研討會
    Appears in Collections:[機械工程系所] 2010 海峽兩岸大學校長論壇暨科學技術研討會

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