albisteak

Beirazko mikrosfera hutsaketa haien material konposatuak

Itsaso sakoneko aplikazioetarako erresistentzia handiko flotagarritasun material solidoak, oro har, flotagarritasuna erregulatzen duten medioez (mikrosfera hutsak) eta erretxina konposite handiko erresistentziez osatuta daude. Nazioartean, material hauek 0,4-0,6 g/cm³-ko dentsitateak eta 40-100 MPa-ko konpresio-erresistentzia lortzen dituzte, eta itsaso sakoneko hainbat ekipamendutan erabili izan dira. Mikrosfera hutsak gasez betetako egitura-material bereziak dira. Beren material-konposizioaren arabera, batez ere mikrosfera konposatu organikoetan eta mikrosfera konposatu ez-organikoetan banatzen dira. Mikrosfera konposatu organikoei buruzko ikerketa aktiboagoa da, poliestirenozko mikrosfera hutsak eta polimetil metakrilatozko mikrosfera hutsak barne hartzen dituzten txostenekin. Mikrosfera ez-organikoak prestatzeko erabiltzen diren materialen artean, batez ere beira, zeramika, boratoak, karbonoa eta errauts hegalarien zenosferak daude.

Beirazko mikrosfera hutsak: definizioa eta sailkapena

Beirazko mikrosfera hutsak hauts-material esferiko ez-metaliko ez-organiko mota berri bat dira, partikula-tamaina txikia, forma esferikoa, pisu arina, soinu-isolamendua, bero-isolamendua, higadura-erresistentzia eta tenperatura altuko erresistentzia bezalako propietate bikainak dituztenak. Beirazko mikrosfera hutsak asko erabili dira material aeroespazialetan, hidrogenoa biltegiratzeko materialetan, flotagarritasun-material solidoetan, isolamendu termikoko materialetan, eraikuntza-materialetan eta pintura eta estalduratan. Oro har, bi kategoriatan banatzen dira:

① Zenosferak, batez ere SiO2 eta metal oxidoz osatuak, zentral termikoetan energia sortzean sortutako errauts hegalarietatik lor daitezke. Zenosferak merkeagoak diren arren, purutasun eskasa dute, partikula-tamaina banaketa zabala eta, bereziki, partikula-dentsitatea 0,6 g/cm3 baino handiagoa da, eta horrek ez ditu egokiak itsaso sakoneko aplikazioetarako flotagarritasun-materialak prestatzeko.

② Artifizialki sintetizatutako beirazko mikrosferak, zeinen indarra, dentsitatea eta beste propietate fisiko-kimikoak prozesu-parametroak eta lehengaien formulazioak doituz kontrola daitezkeen. Garestiagoak izan arren, aplikazio sorta zabalagoa dute.

Beirazko mikrosfera hutsen ezaugarriak

Beirazko mikrosfera hutsen aplikazio zabala flotagarritasun-material solidoetan ezin da bereizi haien ezaugarri bikainetatik.

①Beirazko mikrosfera hutsakBarne-egitura hutsa dute, eta horrek pisu arina, dentsitate txikia eta eroankortasun termiko txikia ematen die. Horrek ez ditu konpositeen dentsitatea nabarmen murrizten bakarrik, baita isolamendu termiko, soinu-isolamendu, isolamendu elektriko eta propietate optiko bikainak ere ematen dizkie.

② Beirazko mikrosfera hutsak forma esferikoa dute, porositate txikiaren (betegarri aproposa) eta esferek polimeroen xurgapen minimoaren abantailak dituzte, beraz, eragin txikia dute matrizearen jariakortasunean eta biskositatean. Ezaugarri hauek tentsio banaketa egokia lortzen dute material konposatuan, eta horrela gogortasuna, zurruntasuna eta dimentsio-egonkortasuna hobetzen dituzte.

③ Beirazko mikrosfera hutsek erresistentzia handia dute. Funtsean, beirazko mikrosfera hutsak beirazko osagai nagusi gisa duten horma meheko esfera itxiak dira, erresistentzia handia erakusten dutenak. Horrek material konposatuaren erresistentzia handitzen du dentsitate baxua mantenduz.

Kristalezko mikrosfera hutsak prestatzeko metodoak
Hiru prestaketa metodo nagusi daude:
① Hauts metodoa. Beira matrizea lehenik hauts bihurtzen da, apar-eragile bat gehitzen zaio eta, ondoren, partikula txiki hauek tenperatura altuko labe batetik pasatzen dira. Partikulak biguntzen edo urtzen direnean, gasa sortzen da beiraren barruan. Gasa hedatzen den heinean, partikulak esfera hutsak bihurtzen dira, eta ondoren zikloi-bereizle edo poltsa-iragazki bat erabiliz biltzen dira.

② Tanta-metodoa. Tenperatura jakin batean, urtze-puntu baxuko substantzia bat duen disoluzio bat ihinztadura bidez lehortzen da edo tenperatura altuko labe bertikal batean berotzen da, mikrosfera oso alkalinoak prestatzeko bezala.

③ Gel lehorreko metodoa. Metodo honek alkoxido organikoak erabiltzen ditu lehengai gisa eta hiru prozesu ditu: gel lehor bat prestatzea, hautseztatzea eta tenperatura altuan aparra sortzea. Hiru metodoek zenbait eragozpen dituzte: hauts metodoak aleen eraketa-tasa baxuak sortzen ditu, tanta metodoak erresistentzia eskasa duten mikrosferak sortzen ditu eta gel lehorreko metodoak lehengaien kostu handiak ditu.

Kristalezko mikrosfera hutsen konposite materialaren substratua eta konposite metodoa

Flotagarritasun handiko material solido bat sortzekobeirazko mikrosfera hutsak, matrize-materialak propietate bikainak izan behar ditu, hala nola dentsitate baxua, erresistentzia handia, biskositate baxua eta mikrosferekin lubrifikazio ona. Gaur egun erabiltzen diren matrize-materialen artean, epoxi erretxina, poliester erretxina, fenol erretxina eta silikona erretxina daude. Horien artean, epoxi erretxina da benetako ekoizpenean gehien erabiltzen dena, erresistentzia handia, dentsitate baxua, ur xurgapen txikia eta sendotze-uzkurdura txikia duelako. Beirazko mikrosferak matrize-materialekin konposa daitezke moldeaketa-prozesuen bidez, hala nola galdaketa, hutsean inpregnazioa, likido-transferentzia moldeaketa, partikula-pilaketa eta konpresio-moldeaketa. Garrantzitsua da azpimarratzea mikrosferen eta matrizearen arteko gainazal-egoera hobetzeko, mikrosferen gainazala ere aldatu behar dela, eta horrela material konposatuaren errendimendu orokorra hobetu.