玻璃微珠在塑料改性中的應用方法探討

摘 要：玻璃微珠是近年來發展出現的一種新材料，這種新型產品性能很高，非常容易分散在有機材料體系中。玻璃微珠不僅能應用于航空航天機械的除銹工作，還在城市道路上的斑馬線、雙黃線的反光裝置當中有所運用。塑料的改性也是近年來國家發展較為快速的一種新興產業，利用玻璃微珠進行塑料改性工作的完成是一種很優秀的方法。文章對玻璃微珠在塑料改性當中的應用做出了論述，希望對相關人員有所幫助。

關鍵詞：玻璃微珠；塑料改性；應用探討

一、玻璃微珠的概述

（一）玻璃微珠的組成成分及特點介紹

玻璃微珠的主要成分是二氧化硅，除此之外，還有一些金屬氧化物，如氧化鎂，氧化鈣，氧化鈉，還有少量的氧化鋁等其他成分。空心微球的特點是空心玻璃微珠，由于具有小尺寸和光滑表面，從而使得它們具有優異的流動性，分散性和低吸油性。另外，空心微球還可承受1300℃以上的高溫。[1]

（二）玻璃微珠的優點介紹

對玻璃微珠的優點分析，從表面上看，玻璃微珠具有體積輕，體積大的特點。由于玻璃顆粒的密度小，用作填充材料不僅降低了產品的負荷，而且有效地降低了待填充物品的生產成本。另外，玻璃微珠具有高流動性，并且由于它們的形態為球形，一方面，它們的流動性遠高于薄片和不規則形狀等填充材料的流動性；另一方面，并且可以確保收縮率，從而使產品尺寸和模型更穩定。

二、玻璃微珠在塑料改性中綜合技術的應用分析

如果玻璃微珠可以均勻地分散在基質中，不僅可以提高復合材料的比強度值，而且空心玻璃微珠是無機材料，其主要成分是SiO2和Al2O3，因此它們具有良好的耐熱性，因此添加基質可以在一定程度上提高復合材料的耐熱性。[2]

在本文中，使用玻璃微珠和尼龍混合改性作為實例，進行綜合性能測試。通過結合分析，為確定最佳混合條件和方法提供了重要的實驗數據和理論依據。

（一）與材料拉伸強度的應用方法分析

材料的拉伸是一個過程，其中的分子在外力取向以吸收能量。在一定品質的尼龍6的前提下，隨著玻璃微珠含量的增加，塑料的整體抗拉強度先上升然后下降。當玻璃微珠添加到系統中時，材料的強度提高到在某種程度上，但玻璃微球阻礙了材料內部分子鏈的取向，這將不可避免地導致斷裂伸長率的下降。但是，當玻璃微珠的量達到一定程度時，會發生凝聚。因此，材料的斷裂伸長率的降低變得更明顯。實驗數據表明，玻璃微珠含量為15%的比例時，材料的拉伸強度達到最大。[3]

（二）與材料沖擊強度的應用方法分析

材料的沖擊強度是在高速沖擊條件下材料的韌性或抗斷裂性的技術上重要的指標。與材料的其他極端特性不同，它指的是破壞單元橫截面積所需的能量。考慮到尼龍6的特定質量，隨著玻璃微珠的價值增加，材料的總體沖擊強度首先增加然后后退。根據測試數據，當玻璃微珠的含量為20%時，塑料的沖擊強度才能達到最大化。因此，由于在相容性關系中沒有處理過的玻璃微珠，很容易凝聚，加入超高分子量聚乙烯后，改性玻璃微珠上的偶聯劑分子超高濃度，乙烯分子鏈具有很強的物理纏結性。

（三）與材料維卡軟化點的應用方法分析

將玻璃微珠填充到尼龍6中，觀察并分析玻璃微珠填充量的增加促進了塑料硬度的增加。從整體趨勢來看，材料的維卡軟化點隨著玻璃微珠含量的增加而線性增加。在相同條件下，玻璃微珠含量越高，分散性越好，材料的維卡軟化點溫度越高。由于微珠含量越高，分散性越好，越影響分子運動，其原因是分子鏈需要更多的能量來突破并阻礙整個運動，換句話說，材料需要在更高的溫度下達到形狀的變量，所以維卡軟化點相應提高。[4]

（四）與材料耐熱性的應用方法分析

玻璃微珠含量的增加將增加改性材料的耐熱性，但它不會一直增加。由于玻璃微珠的填充量不是特別大，材料在相對低的溫度下經歷一定的變形。當玻璃微珠達到一定含量時，材料的整體耐熱性趨于穩定。在尼龍6中填充玻璃微珠可以有效地減慢反應速度，從而使材料的整體結構趨于穩定，使材料可以避免在日常使用中由光熱現象引起的材料老化阻塞，從而導致材料不能變形到相對小的程度。然而，玻璃微珠對分子鏈運動的限制作用會隨著溫度的升高而降低，因為當溫度上升到一定值時，分子鏈可以獲得足夠的能量來改變它的相對性。[5]

三、探究玻璃微珠在塑料改性應用的綜合分析

（一）塑料改性后的結論分析

經過化學活化的玻璃微珠在尼龍6塑料中進行改性后，由于玻璃微球本身的球形結構，在向熔體施加外力后可以提高整體流動性，改變塑料表面，可以大大改善浮動纖維的外觀。一方面，產品表面光滑細膩，浮纖的外觀得到改善，硬質表面使產品表面耐磨材料更致密，耐磨性和耐刮擦性更好；另一方面，玻璃纖維的各向異性引起玻璃纖維改性尼龍產品的翹曲后現象，這可以降低玻璃纖維的各向異性效應。玻璃微球的改性對提高填料與基體的相容性起著重要作用，直接影響復合材料的各種性能。改性塑料具有很強的可塑性，玻璃微珠可以有效地提高塑料材料的抗拉強度和抗沖擊性。[6]

（二）對塑料改性的研究介紹

（1）化學反應改性。利用表面改性劑與材料表面的顆粒發生化學反應，進行材料改性。作為表面改性劑，可以使用偶聯劑或不飽和有機酸。表面改性通過使用金屬鹽溶液來改變材料以減少與玻璃微珠的反應，從而在材料表面上形成金屬納米薄膜。

（2）表面涂層方法。通過涂覆無機顆粒如玻璃微珠，實現無機物質和有機物的化學性質，實現塑料表面的改性。

四、總結

綜上所述，由于玻璃微珠具有均勻性，在塑料改性過程中填充玻璃微珠可以很好地降低玻璃纖維的影響，從而有效地減少了翹曲后的發生。作為一種新型的無機非金屬材料，玻璃微珠具有低成本和優異的化學性能。因此，合理填充玻璃微珠可以有效降低塑料改性的成本。

參考文獻：

[1]毛世杰.玻璃微珠在塑料改性中的應用方法探討[J].橡塑技術與裝備，2016（24）：55-56.

[2]馬赟喆.玻璃微珠在塑料改性中的應用[D].北京化工大學，2012.

[3]李傳營，陳壽花.玻璃微珠改性酚醛塑料的研制及其微觀形態的探討[J].塑料加工與應用，2011（3）：11-14.

[4]陳曦，馬小豐，金旺，等.玻璃微珠填充改性聚甲醛復合材料的制備及性能研究[J].工程塑料應用，2014（11）：28-32.

[5]方海林，袁淑軍.玻璃微珠改性尼龍6的研究[J].現代塑料加工應用，2013（4）：19-21.

[6]史煒，楊偉，楊鳴波，等.小粒徑玻璃微珠共混改性LLDPE的研究[J].工程塑料應用，2004，32（2）：14-17.

作者簡介：李白羽（1983-），男，漢族，黑龍江寧安人，本科，研究方向：塑料改性。