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膨胀玻化微珠是一种新型的无机轻质材料,具有轻质防火、理化性能稳定、吸水率低、导热系数小等优异性能,被广泛应用于建筑节能保温材料。但由于膨胀玻化微珠在运输和成型过程中易破碎,造成其保温性能变差、吸水率大幅度提高等问题,从而限制了其应用领域,因此如何在保持膨胀玻化微珠自身所具有的优异特性的同时对其进行增强处理成为膨胀玻化微珠广泛应用的关键。本文对膨胀玻化微珠进行了表面改性,系统研究了改性膨胀玻化微珠的强度、密度、导热系数和吸水率等性能,并对其复合板材进行了研究。
本文进行的主要工作及取得的重要成果有:
系统研究了膨胀玻化微珠粒径对其强度、导热系数以及吸水率等性能的影响规律,结果表明,随着粒径增大,膨胀玻化微珠的堆积密度、体积吸水率、失水率、导热系数和筒压强度均减小,其平衡吸湿率增大。
采用热固性酚醛树脂和实验室自制的脲醛树脂对膨胀玻化微珠进行表面包覆改性研究,结果表明改性后膨胀玻化微珠的强度增加,吸水率降低,堆积密度增加,导热系数略有增加但变化幅度不大。而改性膨胀玻化微珠的堆积密度和筒压强度随着树脂用量的增加而增大,体积吸水率随着树脂用量的增加变化范围不大;在相同的条件下,以酚醛树脂作为表面改性剂的改性膨胀玻化微珠,其在轻质、体积吸水率以及保温性能方面均优于脲醛树脂改性膨胀玻化微珠,但脲醛树脂改性膨胀玻化微珠的筒压强度略大。
同时为扩大膨胀玻化微珠的应用范围,本文采用热固性脲醛树脂和热固性酚醛树脂制备了膨胀玻化微珠/树脂二元复合板材,研究了两种树脂、两种粒径对复合板材抗压强度、冲击强度、导热系数等性能的影响。采用树脂作为粘结剂时,所使用的树脂量为膨胀玻化微珠质量的100%、125%、150%、175%和200%,结果表明,随着树脂用量的增加,膨胀玻化微珠/树脂二元复合板材的抗压强度、冲击强度均得到增加、导热系数略有增加,但整体变化幅度不大。在相同条件下,膨胀玻化微珠/酚醛树脂二元复合板材相对于膨胀玻化微珠/脲醛树脂二元复合板材的抗压强度和冲击强度较大,体积密度和导热系数略小。
本文进一步采用剑麻纤维增强二元复合板材,所使用剑麻纤维含量为膨胀玻化微珠质量的0%、2%、4%、6%和8%,树脂量为膨胀玻化微珠质量的150%,当剑麻纤维长度为0.5-1.0mm时,随着剑麻纤维含量的增加其冲击强度提高明显,压缩强度略有减小,但基本不变,导热系数呈现上升的趋势而变化幅度不大。当剑麻纤维长度增大至1.5-2.0mm时,复合板材的冲击强度提高幅度很大,而对其他性能无明显影响。
本文进行的主要工作及取得的重要成果有:
系统研究了膨胀玻化微珠粒径对其强度、导热系数以及吸水率等性能的影响规律,结果表明,随着粒径增大,膨胀玻化微珠的堆积密度、体积吸水率、失水率、导热系数和筒压强度均减小,其平衡吸湿率增大。
采用热固性酚醛树脂和实验室自制的脲醛树脂对膨胀玻化微珠进行表面包覆改性研究,结果表明改性后膨胀玻化微珠的强度增加,吸水率降低,堆积密度增加,导热系数略有增加但变化幅度不大。而改性膨胀玻化微珠的堆积密度和筒压强度随着树脂用量的增加而增大,体积吸水率随着树脂用量的增加变化范围不大;在相同的条件下,以酚醛树脂作为表面改性剂的改性膨胀玻化微珠,其在轻质、体积吸水率以及保温性能方面均优于脲醛树脂改性膨胀玻化微珠,但脲醛树脂改性膨胀玻化微珠的筒压强度略大。
同时为扩大膨胀玻化微珠的应用范围,本文采用热固性脲醛树脂和热固性酚醛树脂制备了膨胀玻化微珠/树脂二元复合板材,研究了两种树脂、两种粒径对复合板材抗压强度、冲击强度、导热系数等性能的影响。采用树脂作为粘结剂时,所使用的树脂量为膨胀玻化微珠质量的100%、125%、150%、175%和200%,结果表明,随着树脂用量的增加,膨胀玻化微珠/树脂二元复合板材的抗压强度、冲击强度均得到增加、导热系数略有增加,但整体变化幅度不大。在相同条件下,膨胀玻化微珠/酚醛树脂二元复合板材相对于膨胀玻化微珠/脲醛树脂二元复合板材的抗压强度和冲击强度较大,体积密度和导热系数略小。
本文进一步采用剑麻纤维增强二元复合板材,所使用剑麻纤维含量为膨胀玻化微珠质量的0%、2%、4%、6%和8%,树脂量为膨胀玻化微珠质量的150%,当剑麻纤维长度为0.5-1.0mm时,随着剑麻纤维含量的增加其冲击强度提高明显,压缩强度略有减小,但基本不变,导热系数呈现上升的趋势而变化幅度不大。当剑麻纤维长度增大至1.5-2.0mm时,复合板材的冲击强度提高幅度很大,而对其他性能无明显影响。