【正文】 飛行器、導(dǎo)彈、火箭和超音速飛機的瞬時耐高溫材料和燒蝕材料的應(yīng)用。k. Futhermore the hollow glass breads are more effective than the hollow ceramic breads on the decrease of density and thermal conductivity .It is also found that the hollow breads can decrease the flexural strength and thermal weightloss rate of the posite materials and the posite filled with the hollow ceramic breads have better flexural strength and heat resistance than the posite filled with the hollow glass breads.Keywords: hollow beads；boron phenolic resin；thermal insulation properties。而且，空心玻璃微珠在降低密度和導(dǎo)熱系數(shù)上比空心陶瓷微珠更為有效。本論文分別用空心玻璃微珠和空心陶瓷微珠對硼酚醛樹脂為基體的復(fù)合材料進行填充，討論空心微珠對復(fù)合材料的密度、隔熱性能及彎曲性能等的影響。實驗采用了不同含量的空心玻璃微珠和空心陶瓷微珠進行填充，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的密度和導(dǎo)熱系數(shù)均隨空心微珠的含量增加而減小，實驗還發(fā)現(xiàn)，空心微珠的加入降低了復(fù)合材料的彎曲強度和熱失重率，但空心陶瓷微珠填充的復(fù)合材料比空心玻璃微珠的彎曲強度和耐高溫性能好。posite materials 武漢理工大學學士學位論文第一章 緒論 酚醛樹脂是一種歷史悠久、性能優(yōu)良的熱固性樹脂，現(xiàn)在已有許多品種，已發(fā)展成為世界上重要的一類工業(yè)樹脂。此外，酚醛樹脂也被廣泛用于塑料、復(fù)合材料、粘合劑、涂料、纖維等領(lǐng)域[13]。酚醛樹脂改性的目的主要是改進它的脆性、耐熱性或其他物理性能，提高它對纖維增強材料的粘結(jié)性能并改善復(fù)合材料的成型工藝條件及對環(huán)境的承受能力。二、引進其他組分。 硼酚醛樹脂在酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)中，由于芳環(huán)的數(shù)量比較多，原子之間的鍵能高，聚合物鏈之間存在較高的內(nèi)聚力，因而酚醛樹脂具有顯著的耐熱性和抗氧化性。在酚醛樹脂分子結(jié)構(gòu)中引入硼元素對樹脂進行改性即可得到硼改性酚醛樹脂，硼酚醛樹脂的初始分解溫度在455. 16℃左右,在800℃時殘?zhí)柯始s為65%,由此可見，硼酚醛樹脂的耐高溫性能明顯優(yōu)于普通酚醛樹脂。若用硼酸鹽與其配合，可以得到一種耐高溫、高強度和抗潮濕的硼改性酚醛樹脂粘結(jié)劑。硼的引入對改善酚醛樹脂阻燃性能也是十分有利的。①化學作用。這種玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)層可以有效排除氧氣等氣體進入材料內(nèi)部，同時阻止了樹脂的進一步燃燒，故PF的高溫穩(wěn)定性和抗氧化性明顯提高。偶聯(lián)劑處理是一種常用的表面處理技術(shù)，通過改變填料表面的性質(zhì)，可以改善硼酚醛樹脂與填料的親和性及相容性。目前，實用最多的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯和鋁酸酯偶聯(lián)劑。耐高溫鋯酸酯偶聯(lián)劑為淺黃色至黃色粘稠透明液體，分解溫度大于350℃，適合高溫體系?？招牟Ａ⒅?，是由無機材料構(gòu)成的，其化學成分主要是二氧化硅和氧化鋁，內(nèi)部充斥CO2等氣體。重沸現(xiàn)象是指玻璃化芒硝中的一部分SO3成為SO2排向大氣，另一部分則被玻璃溶解吸收，但在溫度重新升至1400℃時，SO3在玻璃中的溶解度下降，又以SO2及O2的形式放出。陶瓷微珠被譽為“空間時代新材料”。 (3)熱穩(wěn)定性好、阻燃：陶瓷微珠熔點高、高溫下不分解，可提高制品的阻燃性和熱變形溫度。 陶瓷微珠空腔內(nèi)密封導(dǎo)熱系數(shù)較空氣小的N2和CO2等其他氣體，其外壁材料耐高溫、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)小，但陶瓷微珠制備工藝十分復(fù)雜、成本高、價格昂貴、貯存穩(wěn)定性較差，極大地限制了它在涂料填料中的應(yīng)用。塑料發(fā)泡制品的密度變化范圍很廣泛，相對密度最低可達103.添加輕質(zhì)填料這種方法降低密度的幅度比較小，～。共混輕質(zhì)樹脂降低塑料的密度的幅度更小，一般只適合于相對密度較大的塑料選用，如氟塑料、POM、PPS、HPVC、PA6PI及熱固性塑料等。在環(huán)氧樹脂中加入空心玻璃微珠可以得到較高質(zhì)量的泡沫，并且密度降低了20%～30%,，靜壓強度為1136kg/，后者的泡沫結(jié)構(gòu)是在聚合反應(yīng)或固化反應(yīng)過程中物理的或化學的發(fā)泡作用產(chǎn)生的，而前者的泡沫結(jié)構(gòu)是由空心微球中間的空腔來提供的，它不經(jīng)過氣泡的成核和膨脹階段。這類輕質(zhì)耐壓材料的材料已經(jīng)成為發(fā)展現(xiàn)代深潛技術(shù)的重要組成部分，對保證潛器所必需的浮力，提高潛器的有效載荷，減少其外形尺寸，尤其是在建造大深度的潛器中，提高水下運動性能及安全方面有著重要的作用[1217]。隔熱材料是近二三十年發(fā)展的一種新型的功能材料，它能在零耗能的情況下，有效阻止太陽輻射所導(dǎo)致的涂層表面與基體內(nèi)部環(huán)境溫度的升高，廣泛應(yīng)用于建筑外墻、汽車擋玻璃、鍋爐管道外壁等領(lǐng)域。選擇空心微珠作為填料，是因為空心微珠的中空結(jié)構(gòu)大大降低了他的導(dǎo)熱系數(shù)，外壁材料的遮光系數(shù)較高，具有高的光反射率，同時還具有隔音，耐酸堿等特點，是一種兼顧反射型和隔熱型的功能填料。一般隔熱材料是由固體顆粒、空隙、纖維等組成，所以整體材料的傳熱主要是通過固體導(dǎo)熱、固體和氣體間的導(dǎo)熱、空隙中氣體導(dǎo)熱和熱輻射等途徑進行，其中氣體導(dǎo)熱率一般比固體非金屬材料導(dǎo)熱率低一個數(shù)量級，在膠粘劑固體結(jié)構(gòu)中加入空心的固體填料，在降低材料密度的同時，由于空心材料中氣體的存在，較大幅度減小了導(dǎo)熱率，不同材質(zhì)填料的添加，使材料的傳熱途徑更加復(fù)雜化，導(dǎo)致材料傳熱性能下降，[1819]。緊密的封閉型的中空微珠形成了一層對熱具有阻隔效果的氣體層，阻斷了“熱橋”從而使涂層具有良好的隔熱效果。 （2）測試不同含量的空心微珠比例下復(fù)合材料制品的密度，分析空心微珠的含量對復(fù)合材料制品的密度的影響。首先將硼改性酚醛樹脂在干凈的研缽中研碎，這是為了能在磁力攪拌器中盡快地熔化。然后先插上儀器接插的電源插頭，再接通電源打開電源調(diào)速開關(guān)，指標燈亮，即開始工作，調(diào)速有低速逐步調(diào)至高速，不允許高速檔直接起動，以免攪拌子不同步，引起跳動。稱取比例為100:2的無水乙醇和耐高溫鋯酸酯偶聯(lián)劑混合均勻，然后加入空心微珠，在恒溫磁力攪拌器上攪拌，將攪拌均勻后的空心微珠放入電熱鼓風干燥箱中，設(shè)定溫度為70℃，直至成為干燥的粉末狀。開啟平板硫化機的電源，按下閉膜鍵，調(diào)節(jié)上熱板、中熱板、下熱板的溫度為200℃，空心陶瓷微珠的層壓板油液壓力設(shè)置為5MPa，空心玻璃微珠的設(shè)置為3MPa,熱壓4小時。此標準規(guī)定了采用浮力法及幾何法測定纖維增強塑料密度和相對密度的試驗方法。根據(jù)ρt=m/V, 其中ρt為試樣在t℃時的溫度，g/cm3； m為試樣的質(zhì)量，g； V為試樣的體積，cm3. 層壓板導(dǎo)熱系數(shù)的測試 通過導(dǎo)熱系數(shù)測試儀測試層壓板的導(dǎo)熱系數(shù)。然后加載，加載速度為10mm/min，連續(xù)加載直至樣品破壞，記錄破壞載荷?？招牟Ａ⒅榻档兔芏雀鼮橛行У脑蚴强招牟Ａ⒅榈拿芏鹊陀诳招奶沾晌⒅?。此外，空心玻璃微珠和空心陶瓷微珠降低復(fù)合材料的密度均不顯著。 空心微珠對硼酚醛樹脂復(fù)合材料隔熱性能的影響 空心微珠填充硼酚醛樹脂復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)1（W/mk)5（W/mk。隨著空心微珠含量的增加，材料內(nèi)部氣體的含量增加，故導(dǎo)熱系數(shù)越小。 空心微珠填充硼改性酚醛樹脂復(fù)合材料溫差表面溫度（℃）背面溫度（℃） 不加空心微珠800702空心玻璃微珠10%65420%52730%415空心陶瓷微珠10%68320%54630%420，材料的背面溫度隨空心微珠含量的增加而減小，而且當相同含量時，空心玻璃微珠的背面溫度比空心陶瓷微珠低。另外由于空心微珠的強度小于基體樹脂的強度，材料在受到外力變形時，在基體樹脂破壞之前，大量的空心微珠率先破碎，從而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的破壞。此外，加入空心微珠后，由于空心微珠的空腔內(nèi)的氣體導(dǎo)熱系數(shù)低，使熱量的傳遞速度減慢，內(nèi)部溫度低，故熱失重率變小。而且空心玻璃微珠降低材料的密度更為有效。k。此外，空心陶瓷微珠填充的復(fù)合材料耐高溫性能比玻璃微珠的好。(4)加入空心微珠降低了復(fù)合材料的彎曲強度，而且空心陶瓷微珠填充的復(fù)合材料的彎曲強度大于空心玻璃微珠填充的復(fù)合材料。(3)空心微珠填充硼酚醛樹脂復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨微珠含量的增加而降低，當微珠含量達30%時，導(dǎo)熱系數(shù)最小，由于空心陶瓷微珠的耐高溫性能比玻璃微珠好，所以加入空心陶瓷微珠的層壓板的熱失重率比加入空心玻璃微珠小。 空心微珠填充硼酚醛樹脂復(fù)合材料熱失重率燒失率（%）不加空心微珠空心玻璃微珠10%20%30%空心陶瓷微珠10%20%30% 微珠含量與硼酚醛樹脂復(fù)合材料熱失重率的關(guān)