Сферични пълнители или микросфери са разделени в два класа: твърди микросфери и кухи микросфери
Уникалността стойност и непрекъснати (не) стъклени микросфери като пълнител е главно в тяхната форма. Получената в индустрията частици са формация идеално сферична с гладка повърхност, която има почти всички качества на идеално ексципиент. Поради тези качества трябва да се отбележи, минимално въздействие върху вискозитета и матрицата на потока, без неравномерно разпределение на концентрация на напреженията около частицата, например, пълнители сложна форма с остри ръбове и ъгли, което обикновено води до влошаване на механичните свойства на напълнения материал.
Кухи сфери са един от най-важните от пълнители, използвани в производството на пластмаси. сферичната форма, размер CON troliruemye и ниска плътност ги често незаменяем. Освен това важно действие на използването на кухи микросфери е да се намалят разходите или скъпи де fitsitnyh полимери, както и намаляване на плътността и способността му да се контролира, подобрено еднаквост на запълване свиване форма ppecc.
Произведени промишленост микросфери с различна повърхностна обработка обикновено са с размери от 5 до 700 микрона. Някои полимерни състави са стъклени микросфери, усилващи пълнители, но най-често се използва като евтино пълнител, или да придават специални свойства.
В допълнение към стъклени сфери все още има редица други твърди микросфери - полимерни микросфери, цинк на прах, стоманени сачми, въглеродни микросфери, микросферите направени от пясък или получени от промишлените емисии димните. Всеки един от тези видове има своите предимства микросфери.
Основните предимства на сферичните пълнители в пластмаси се използват, са както следва.
Малка съотношение на повърхност към обем, което допринася за ниско адсорбция смола. Масло абсорбция стъклени микросфери с диаметър от 44 микрона е 0,08 гр / гр, докато частиците на СаСО3 - 0,12-0,18 г / г. Това позволява влизане на стъклени микросфери до 400% (тегл.) И практически не променят вискозитета на съставите, когато се прилага до 25%.
Подобряване на форма, която допринася за тяхното добро омокряне, равномерно разпределение на стрес в пълни пластмаси, способността да се предскаже точно физичните свойства.
Ниските абразивни характеристики на микросфери на метали, което подкрепя ниско производство износване и оборудване за смесване, както и плесени. Например, отвор спру при получаването на продукти чрез шприцоване има приблизително същата износването за пълни полимери, за незаети. Всичко това се дължи на редовността на формата на микросфери, повърхностна гладкост на ниска твърдост, съчетана с висока устойчивост на разрушаване.
Възможност за модифициране на повърхността на микросфери от третирането със свързващи средства, покрития и обвивки приложение позволява да се увеличи стабилността на запълнените състави за регулиране на адхезия vsyazi микросфери с матричния материал и повишаване на устойчивостта към разпадане, причинени от атмосферни влияния и влага.
Висока устойчивост на счупване попълнено материали, които осигуряват, от своя страна, достатъчно висока части якост на натиск и тяхната стабилност във формите и смесителни съоръжения.
Висока устойчивост на температура на микросферите и тяхната инертност, което води до повишаване на устойчивостта на горими материали и на действието на повишени температури и налягания. Микросфери не взаимодействат химически с полимери и не допринасят за тяхното унищожаване.
Способността да се контролира точно дисперсия частици, което позволява да се гарантира еднородността на техните размери, които по същество пълни когато тече състава през отвора на спру.
Прозрачността на микросфери от стъкло е тяхната уникална функция, която позволява на продукта да се полупрозрачни. В допълнение, микросфери абсорбират ултравиолетово лъчение, което намалява svetodestruktsiyu полимери.
Основният недостатък на стъклени микросфери е тяхната относително висока цена в сравнение с цената на други видове пълнители частици.
Методи за получаване. Разработено два основни методи за получаване на твърди сферични частици сливане на частици, получени чрез раздробяване на материала, изгодното използване в производството на насипни и пръскане стопени материали е значително по-ниско по отношение на изхода на първия метод. Полимерни сфери, произведени в процеса на полимеризация суспензия. При този метод, мономери (стирен, акрилати, и т. Р.) се суспендира във вода в присъствието на повърхностно активни вещества и полимеризационни инициатори. Повторно смесване на мономера се извършва за образуване на суспензия във вода. След това темпо rature вода повдигна да инициира полимеризацията в капчицата. Тъй като процесът на полимеризация е съпроводено от освобождаване на топлина, контролиране на температурата на водата. След завършване на реакцията се образуват твърди полимерни микросфери, който се отделя от водата и се суши.
Големи полимерни и въглеродни сфери с диаметър до 4 mm или повече поотделно получени чрез формоване или механична обработка.
Химичният състав на микросферите. В Съставът на две характерни видове стъклени микросфери е показано по-долу:
Изчислено натриев силикат стъкло,% (тегл.)
Ценосферите (от емисиите на стека),% (тегл.)
химичните свойства на повърхността на стъклени сфери. В Прясно образува повърхност на образувания натриев силикат стъклото е мрежа от силициеви и кислородни атоми, свързани чрез ковалентни връзки, с вградени йони на натрий, калций и магнезий. В промишлени чаши също така да съдържа други елементи, участващи в образуването на мрежестата структура на очила или вградени в него. Прясно формира стъклена повърхност е химически активен, но тя бързо губи своята дейност след излагане на въздух. При контакт с въздуха става инертен стъклена повърхност поради извличане и йонен обмен, са вградени в мрежата свръзка Si-О-, и обездвижване на вода на повърхността на стъклото. Натриев силикат стъкло е прорез-млечната защото на повърхността съдържа натриеви йони, калций и магнезий. Вода след измиване на стъклото на натриев силикат има високо рН поради образуването на алкален; многократно промиване намалява този ефект. Повърхността на стъклото разрушен от флуороводородна киселина, която е един от няколко вещества, способни да унищожаване на Si-O връзка.
За да се даде някои специфични свойства на микросферите върху тяхната повърхност са покрити. Най-честата употреба на такива покрития силоксани, силани, метали, полимери и флуорирани въглеводороди.
Стъклени микросфери са много хигроскопични материали. Когато адсорбция на влага Държат се помежду си, което ги прави трудно да се разпръсне. За да се предотврати агрегацията на микросфери покрити със специален хидрофобизиращ. Най-ефективните са хидрофобизиращ B loksany. Области, лекувани с 3 г силоксан на 1000 м 2 площ става така, устойчиви на влага, те губят способността да бъде мокра, когато е потопена във вода.
Въпреки микросфери силоксан покритие се използва за не-цели са по-разпространени микросфери лечение силан свързващи средства, тъй като те подобряване на адхезията между стъклени сфери и смола матрица в композитен мате-риал. Молекулите на силан свързващи средства са достатъчно дълги и съдържат различни крайни групи. Един от тези групи (силан) лесно реагира с повърхността на стъклото. Втората функционална група реагира с полимерната матрица. Съставът на силан молекули, получени от търговската включват органични функционални групи като амино групи, епоксидни и винилови групи и хлор или меркапто. Покритията се прилагат от разтвор и се сушат при повишена температура, солна. По време на сушене взаимодействието силан група съществува с повърхността на стъклото, и органичната част остава на повърхността участващи в бъдеще във връзка с образуването на поли триизмерна матрица.
Повишена адхезия при обработката на силан може да бъде илюстриран с втвърдено PVC пластизола се запълва със стъклени микросфери. Когато микросферите са покрити със свързващ агент, се опита да се отдели от полимерната матрица, отделяне на полимера се случи. Непокрити микросфери бяха счупени лесно, като се поддържа чиста повърхност.
Трябва да се отбележи, че няма универсален свързващ агент, подходящ за всякакъв вид полимер. За всеки полимер е необходимо да се избере конкретен свързващ агент. Във всеки случай е необходимо вида на свързващ агент, за да изберете емпирично.
Не всички са хидрофобизиращ силан свързващи агенти, но всички те водят до увеличаване на съпротивлението на водата от стъклени сфери.
За електропроводим материал се използва или непрозрачни микросфери покрити с метали като сребро. За подобряване на мокрещата способност и адхезия в някои случаи микросферите, покрити с полимери. Някои силоксанови покрития се използват за подобряване на електрическите свойства на напълнения материал, и покритие на флуорирани въглеводороди, използвани за придаване на не-омокряне. Там покрития за придаване на абсолютно всякаква повърхност имоти, и повечето от тях се произвеждат в промишлени мащаби.
Ефект превръзка стъклени микросфери на тяхната адхезия към полифенилен оксид се илюстрира със микроструктурата на фигура 10.1.
Фигура 10.1 фрактури повърхностни микрографии полифенилен оксид,
попълнено нетретирани (а) и се третира със свързващ агент А-100 (б)
Размерът и формата на частиците. Стъклени микросфери от почти 90% са съставени от идеални сфери с размери, вариращи от -325 меша до 20 (увеличаване на техния размер увеличава делът на несъвършени форма частици). Фигура 10.2 показва промишлени ценосферите произведени вариращи по размер от 0,3 до 30 микрона.
Фигура 10.2 - микроснимка на микросфери на димните емисии (преминават през сито от 44 микрона, увеличаване до 400).
Фигура 10.3 показва типични размери от стъклени микросфери, получени в момента на пазара [30 микрона (-325 меша) до 750 микрона (20 меша.)].
А - сфери преминават през сито от 44 микрона; б - сфери преминават през сито с размер 104 микрона; в - сфери преминават през сито с размер 280 микрона;
R - сфери преминават през сито от 635 микрона. Увеличете 50.
Фигура 10.3 - микрографията без стъклени сфери.
Специфична повърхност. Специфичната повърхност на микросфери обесването на техния размер. Формулата за изчисляване на специфичната повърхност има формата:
Ssp = 2.42 х 10 5 / D,
където: D - диаметър, микрона.
За микро-сфери, имащи среден диаметър от 44 микрона и плътност от 2480 кг / м 3 Ssp = 5.5 3 октомври m 2 / кг.
Физични свойства. Типични свойства на стъклени микросфери на натриев силикат са показани по-долу:
Том съпротивление при 17 ° С, ohm.cm.
Заявление. Стъклени микросфери се използват като пълнители за почти всички полимери. Малка съотношение на повърхност към обем, единна форма на частиците и гладка повърхност, за да прави идеален стъклени сфери пълнежа. Поради специална повърхностна обработка, те се комбинират с всеки полимер. Те не само се увеличи теглото на материала, а и придава на продукта специфични физични свойства и подобряване на обработваемостта.
Стъклени сфери се използват за увеличаване на якостта на опън и натиск, модул на еластичност, твърдост, износоустойчивост, деформация TEPLOSTEN кост, водоустойчивост, устойчивост на корозия, устойчивост на планински niju, диспергиращи другите съставки електрически си-ционни, якост на счупване ,
Най-добрият ефект се постига при използване на ко-сфери в комбинация с фибри. При смяна на част от микросфери усилена пластмаса до намаляване на стопилка вискозитета раси и подобрено разпределение влакна. Подобряване преработваемост, те увеличават якост, плътност, устойчивост на пукнатини растеж, намаляване на свиване, повърхностни дефекти на разходите чрез заместване на скъпи влакна.
Установено е, че микросферите подобряване на обработваемостта и намаляване на брака части, произведени чрез леене под налягане, последвано Следствие намаляване на свиване и изкривяване, като същевременно се улеснява извличането на части от матрицата и намаляване на продължителността на формовано и лити-ТА. Висока специфична топлина и хомогенността на микросферите помогне да образуват равномерно охлаждане на продукти и намаляване на измятане.
Стъклени микросфери са били използвани като предварително bavki при почистване екструдери и шприц машини. Добавянето на микросфери на конвенционалните полимери, използвани за почистване на оборудването, ви позволява да промените един цвят или вид полимер по-бързо от другата.
Sferonapolnennye полимери. Стъклени микросфери, използвани за запълване на броя на болка-Шого полимери. Стъклени микросфери като пълнители за полистирол с високо въздействие, обработени чрез леене под налягане агенти действат като образователни центрове на клетъчната структура. Предимства когато един използва-mations стъклени сфери: по-бързо и по-съвършена пълнене на леярската форма, намаляване продължителността на цикъла на леене; голяма (4-5 пъти) налягане на инжектиране в зоната на пълненето на формата; минимално намаляване на инжектиране налягане с формата (58% при отсъствие на микросфери); висока коравина корнизи когато извличане от матрицата; получаване на по-хомогенна клетъчна структура на материала; увеличаване на твърдостта на материала е 1,5 пъти в сравнение с незапълнени пяна. При идентични условия, формования лист, съдържащ стъклени микросфери имаше дебел повърхност обвивка и по-висока плътност. Използването на стъклени микросфери в пяната позволява да се получи предмети с по-еднообразно клетъчна структура. Използването им като пълнители за penopolikarbonata показа добри резултати.
Методи за комбиниране на микросферите с полимерите. Въведение микросфери в течни термореактивни смоли чрез просто смесване на компонентите, докато равномерно им диспергиране до високо вискозни термопластични изисква специални техники. В екструдиране на стъклени микро-сфери непрекъснато се подава в гърлото на екструдера и нелеп-vayutsya със стопения полимер в цевта когато винт се завърта. Разпределителното устройство на машината под налягане е свързан с изолационен електрон-схема на машината - във всеки цикъл на инжектиране с полимера се въвежда определено количество от стъклени микросфери.
Свързани статии