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新型轻质功能性材料已有5人参与
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空心玻璃微珠（HGM）是一种尺寸微小的空心玻璃球，属无机非金属 材料，具有质轻、绝热、隔音、耐高低温、电绝缘性和热稳定性好、耐 腐蚀等优点。HGM早先主要用于航空航天、国防工业等领域。近年来，随着HGM在我国逐步实现工业化批量生产，使这种新材料在塑料工业中的广泛应用成为可能。随着科学技术的发展和HGM工业化批量生产的实现，HGM材料已成为价格低廉、资源丰富、可以广泛应用的新型材料。 我国电力建设研究所首先在国内进行了HGM塑料共混的开发研究，制得的HGM改性聚丙烯流动性好，充模性能优异；所得产品具有仿木性能，卧钉力强；制得的鞋楦可多次钉钉，反复使用。经研究试验表明，HGM填充塑料具有的一系列优点，是一般填充剂所无法比拟的。 一、流动性好，产品尺寸稳定。 由于HGM是小圆球，流动性好，充模性能优异，可使生产效率提高15%~20%。更重要的是，这种小微珠是各向同性的，因此不会产生由于取向造成不同部位收缩率不一致的弊病，以保证产品尺寸定，不会翘曲，解决了异型材、大型注塑产品成型加工长期存在的变形问题。 二、绝缘、隔热、吸水率低。 HGM的比电阻非常高，而吸水率很低，一般仅为02%，因此可广泛用于加工生产电缆绝缘材料。又由于它的导热系数极小，可用来制造各种保温塑料的填充剂。 三、可改善塑料的物理机械性能。 HGM填充塑料可使材料的硬度和弹性模量大大增加，但抗冲击性能下降。不过，抗冲击性能下降的多少还与对HGM的表面处理有关，如选用好的偶联剂进行预处理，可减少对材料抗冲击性能的影响。此外填充HGM会影响材料抗冲击性能是由于HGM的硬度高，与塑料基体间硬度梯度变化大，易形成应力集中造成的。 四、吸油量低。 常规填充材料碳酸钙相比，HGM的吸油量要低得多，每100克HGM的吸油量仅为7～15毫克，而每100克轻质碳酸钙的吸油量高达120～130毫克，重质碳酸钙也高达50～60毫克。低吸油量的填充材料特别适用于PVC软制品（如人造革、鞋底料等）的加工生产。使用HGM作填充材料，可在人造革的生产过程中降低增塑剂的用量，从而大大降低成本。此外，还可利用HGM这一特点，用来生产含油聚四氟乙烯活塞环等特殊制品。 五、具有特殊的光学性能。 可作为反光塑料的特种填料、发光漆等。 利用HGM上述特点，针对不同的塑料原料，可加工出各种性能优异的材料和产品。如用HGM填充硬质PVC，生产异型材、管材和板材，可使材料具有良好的尺寸稳定性，提高刚性和耐热温度，并提高生产效率；用HGM填充PVC人造革和鞋底料，可改善材料的压延性，减少增塑剂用量，降低成本并提高耐磨性；填充ABS，可改善材料尺寸的稳定性，降低收缩率，提高抗压强度和抗弯模量，并改善表面上漆性能，可广泛用于电视机壳、汽车塑料件、音响设备、家用电器的生产；填充尼龙，可使材料的吸水性下降，收缩率降低，抗压强度和抗弯模量增加而热变形温度提高，可用于生产轴承、照相机、家具配件等；填充聚碳酸酯，可使材料的抗张强度、拉伸模量、抗压强度、抗弯强度均有明显提高，可用于生产注塑零件、各种元件；填充环氧树脂，可降低材料粘度，改善物理机械性能，可用于生产复合泡沫塑料、深海潜艇、救生艇等；填充不饱和聚酯，可使材料收缩率和吸水率下降，抗磨性提高，且在层压和涂覆时空穴少，可生产玻璃钢制品、抛光轮、工具等；填充有机硅树脂，由于材料的允许填充量大，可大大降低材料成本，并提高物理机械性能，是生产模具的理想材料。 综上所述，HGM可用于各种PVC塑料制品、汽车外壳和汽车零部件、人造大理石、玻璃钢制品、深海浮力材料等的生产。与此同时，HGM材料除了作为塑料工业的新型填充剂外，也可用于涂料工业，如用HGM制成的新型防火涂料，在耐火性能上比用碳酸钙作填料的防火涂料有成倍提高。又由于其具有良好的绝缘性能，还可作为电子工业的封装材料。另外，HGM还可在石化业中作为催化剂载体，在化学工业中用作炸药的增爆剂等。 HGM填充塑料的性能与HGM粒度紧密相关。 当然，没有一种十全十美的材料，HGM改性塑料也是如此。其还存在着加工过程中对螺杆磨损大、微珠原料尺寸不够稳定、薄壁微珠加工时易破裂等一些问题。不过近来随着原料生产、分级等问题的解决，HGM在塑料工业中的推广应用速度也在逐步加快，并有望成为新世纪塑料工业填充材料中的新星。 |
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