Микросферы плотность

Полагают, например [92], что, опираясь на способность водорода диффундировать при высоких давлениях и повышенных температурах через ряд твердых материалов, возможно для хранения водорода использовать полые стеклянные сферы диаметром 5—200 мкм. Технология их изготовления разработана при изготовлении мишеней для лазерного термоядерного синтеза [92]. Эти микросферы заполняются под давлением водорода и при температуре 473—673 К. После охлаждения микросфер водород в них хранится под давлением. Массовое содержание водорода в них достигает 11—12%, а плотность хранимой энергии может достигать 2—5 кВт-ч/дм (для жидкого водорода 2,39 кВт-ч/дм ). Выделение водорода из таких микросфер происходит при их нагревании до 473- -623 К- Указывается, что микросферы можно заполнить, например, под давлением водорода 35 МПа и при 573—623 К в течение одного часа. Потери водорода в результате диффузии при хранении микросфер в нормальных условиях в течение 100—110 сут составляют 50 % от исходного количества. [c.487]

Уменьшение плотности ТЖ менее 900 кг/м можно осуществить путем введения в нее полых стеклянных микросфер, которые имеют размеры в пределах 16—128 мкм и обладают высокой прочностью. Регулирование структурно-механических свойств такой системы раствора осуществляется с помощью известных химических реагентов. Для получения ТЖ на водной основе с плотностью 710 кг/м необходимо ввести 200 кг/м таких микросфер [3.35]. [c.227]

Авторы работ [70, 83, 133] проводили исследования с плотно упакованными слоями шаров, что, видимо, и привело к пониженному значению величины К. Данные работы [133] нами пересчитаны с учетом поверхности стенки аппарата. При этом можно было отказаться от введения коэффициентов формы для шаров различных диаметров. Для микросфер с малой плотностью упаковки величина К получалась нормальная. [c.73]

Формирование ячеистой структуры СП осуществляется микро-капсульным методом, т. е. введением газосодержащих микрокапсул (микросфер) в полимерное связующее [3,4]. Отнесение СП к пенопластам объясняется тем, что их физическая структура формально подобна структуре обычных газонаполненных пластмасс, изготавливаемых методом вспенивания, и оба типа материалов представляют собой гетерофазные системы типа твердое тело—газ . В общем случае, однако, СП в отличие от обычных пенопластов являются не двойными, а тройными системами, поскольку материалы матрицы и микросфер, как правило, различны по своему химическому строению. Подчеркнем при этом, что рассмотрение СП как трехфазных систем оказывается недостаточным для расчета их прочностных и упругих свойств — в этих случаях СП следует рассматривать как многофазные (я-фазные) системы, поскольку кажущаяся плотность микросфер, а значит и всего СП-изделия, может заметно различаться в пределах объема данного материала. [c.158]

С другой стороны, СП можно рассматривать и как особый тип наполненных монолитных пластиков, в которых наполнитель имеет намного меньшую плотность, чем связующее. Отнесение СП к наполненным пластикам правомерно и потому, что технология изготовления этих материалов исключает химические процессы вспенивания полимерной матрицы и состоит именно в механическом наполнении последней полыми микросферами. По этой причине СП часто называют физическими пенами [1]. [c.158]

Высокая прочность при сжатии и относительно низкая плотность стекла, с одной стороны, и значительная разница в упругих свойствах стекла и полимеров — с другой, обусловливают широкое применение стеклянных микросфер в качестве наполнителей СП. Промышленное производство стеклянных микросфер освоено во многих странах [1—4, 11—13, 18—24], а их стоимость значительно ниже стоимости полимерных. [c.160]

Размер капель в исходной эмульсии существенным образом влияет на размеры и свойства ОЭА-микросфер. Оказалось, что с увеличением скорости перемешивания при получении эмульсий средний размер капель уменьшается, тогда как размер микросфер, получаемых из них, увеличивается. По-видимому, высокодисперсные эмульсии более склонны к коалесценции, что приводит в процессе их термообработки к образованию более крупных капель и соответственно более крупных микросфер. Таким образом, данный метод позволяет получать сферические одноячеистые микросферы диаметром 200—400 мкм, плотностью от 160 до 700 кг/м , с коэффициентом заполнения объема до 59% [64—66]. [c.164]

Из последних достижений обращают на себя внимание методы получения микросфер, содержащих инертные газы, например азот [49] и низкокипящие жидкости, в том числе и фреоны. В частности, в патентной литературе описаны способы получения микросфер на основе поливинилхлорида и поливинилиденхлорида, содержащих изобутан [83, ПО] и четыреххлористый углерод [82] на основе полиметилметакрилата, содержащих неопентан [104]. Для изготовления синтактных материалов применяются и микросферы, содержащие внутри жидкие вещества — красители [113, 119] и масла [113]. Во многих странах налажен промышленный выпуск микросфер из кварца [36—42]. В частности, в США изготавливаются микросферы марки Q-Gel, имеющие плотность 300 кг/м , насыпную плотность — до 100 кг/м и средний диаметр 75 мкм [36], отличающиеся высокой механической прочностью и низкой стоимостью. При изготовлении СП применяются микросферы на основе металлов [37], а также оксидов [15, 37] и солей [18] металлов. [c.166]

Консистенция (текучесть) исходных композиций определяется при прочих равных условиях (вязкость связующего, тип, размер, форма и плотность микросфер, режим смешения) массовым соотношением между связующим и наполнителем. При небольшом содержании микросфер композиции представляют собой вязкие жидкости (заливочные композиции), при увеличении содержания наполнителя композиции приобретают вид паст (прессовочные композиции). Таким образом, текучесть синтактных композиций 168 [c.168]

Рис. 72. Зависимость кажущейся плотности синтактных материалов на эпоксидном связующем от содержания стеклянных микросфер (цифры у кривых — насыпная плотность микросфер в кг/м С = 67% — предельное содержание микросфер для прессовочных

Получать материалы с еще более низкой кажущейся плотностью можно только в том случае, когда в связующем есть воздушные включения (пунктирная линия на рис. 70). При увеличении содержания наполнителя выше критического [67% (об.)] количество связующего становится меньше свободного объема между микросферами. В результате не все микросферы обволакиваются пленкой связующего, и монолитность системы нарушается, что приводит к появлению дефектных мест — пустот, этот процесс можно формально рассматривать как появление открытой пористости в структуре материала. При этом весь комплекс макроскопических свойств материала ухудшается. Однако необходимо отметить, что неконтролируемое образование дефектов в виде воздушных включений в связующем СП не следует путать с получением вспененных СП, т. е. с целенаправленным получением пористого связующего с заданной плотностью путем химического вспенивания композиций, содержащих в качестве наполнителя микросферы (см. с. 182). [c.170]

Рис. 73. Зависимость между кажущейся плотностью и диаметром фракционированных углеродных микросфер [78].

Для достижения плотности СП, равной или близкой к Рт, технологи рекомендуют несколько приемов (вибрация формы, применение высоких давлений формования и т. д.), с помощью которых достигается плотнейшая упаковка микросфер и, следовательно, оптимальные прочностные свойства. Следует помнить, однако, что идеальная плотнейшая упаковка сфер на практике никогда не достигается, и реальная упаковка всегда является в большей или меньшей степени неупорядоченной [5]. Стремление микросфер под действием внешних сил (давления) упаковаться более плотно приводит к появлению в структуре СП микрообъемов, в которых сферы имеют непосредственный контакт друг с другом, тогда как в других микрообъемах того же СП сосредоточиваются микросферы, контактирующие друг с другом через прослойку полимерного связующего. Поскольку прочность микрообъемов первого типа заметно ниже прочности вторых, то разрушение СП начинается именно в этих дефектных участках. Практический вывод из этих рассуждений очевиден для создания высокопрочных СП предпочтительнее более рыхлая упаковка микросфер, в которой все без исключения частицы наполнителя связаны друг с другом полимерной матрицей. [c.172]

Синтактные материалы на эпоксидных связующих — наиболее широко известные представители этого класса материалов. В СССР в промышленном масштабе они выпускаются под марками ЭДС (со стеклянными микросферами) и ЭДМ (с фенольными микросферами) на основе эпоксидных олигомеров марок ЭД, ЗФ, ЭТФ [1, 2]. В качестве связующих используют также различные эпоксидированные соединения — диеновые, бисфенольные, сложноэфирные и др. [10—12, 31, 108, 118—120, 154, 159—164]. В частности, одна из композиций для получения синтактного материала, изготавливаемого в США, кажущейся плотности 336 кг/м включает (в г) эпоксидный олигомер — 54,7 ароматический амин — 10,3 фенольные микросферы — 30,0. Жизнеспособность этой композиции составляет около 2 ч отверждается она при 71 °С в течение 2 ч или при 82 °С в течение 1 ч [101. [c.174]

Последние успехи в области технологии синтактных пластиков на эпоксидных связующих связаны с разработкой и внедрением в промышленном масштабе экструзионного способа получения материалов, содержащих стеклянные микросферы, позволяющего получать крупногабаритные изделия и профили [11]. Одним из эффективных методов снижения кажущейся плотности материалов данного типа является уменьшение плотности наполнителя. Так, снижение кажущейся плотности стеклянных микросфер с 450 до 350 кг/м приводит к уменьшению р изделий с 707 до 630 кг/м при неизменном количестве связующего [169]. [c.175]

В СССР методом прессования при 170—190 °С и небольшом давлении изготавливают СП на основе ФФО-микросфер и ФФО-связующего [18—45% (об.)]. Кажущаяся плотность таких материалов составляет 400—700 кг/м [131]. [c.177]

Согласно другому способу, карбонизованные синтактные материалы, содержащие 51% углерода, изготовляют на основе порошкообразных новолачных или эпоксидных олигомеров и фенольных микросфер [197]. После смешения сухого олигомера и наполнителя на вибромельнице смесь помещают в пресс-форму и нагревают при 150 °С в течение 3 ч при давлении 0,2 МПа. В процессе карбонизации материала (800—900 °С, инертная атмосфера) его линейная усадка достигает 18—22%, но кажущаяся плотность почти не изменяется, поскольку объемная усадка и потеря массы материала компенсируют друг друга [75]. [c.179]

Рис. 76. Распределение объемной доли открытых ячеек по размерам г для СП на основе новолачного ФФО и углеродных микросфер при различных значениях кажущейся плотности образцов (/, 2, 5 — соответственно 130, 220 и 390 кг/м ) [77].

Работа, аналогичная описанной выше, проводилась со сферическим пузырем с использованием рентгеновского метода. В цилиндрическом аппарате на псевдоожиженный слой микросфер из свинцового стекла помещали слой микросфер из натриевого стеклл. Разница плотностей этих разновидностей стекла ничтожна, поэтому твердые частицы практически идентичны с точки зрения гидродинамики. Однако свинцовое стекло гораздо менее прозрачно для рентгеновских лучей, и в находящемся слое ясно видны темная (нижняя) и светлая (верхняя) области, разделенные горизонтальной границей. Прохождение пузыря через границу раздела было снято на кинопленку в рентгецовских лучах последовательные фазы процесса представлены на фото IV-16. [c.151]

Пеки могут находиться в изотропной и анизотропной фазах, которые характеризуются разными физико-химическими свойствами. Обычно плотность анизотропной фазы (мезофазы) — 1350— 1400 кг/м — всегда выше плотности изотропной фазы—1250— 1320 кг/м . Различие в свойствах анизотропной н изотропной фаз обусловливает их неодинаковую способность к расслоению н в дальнейшем к формированию из анизотропной фазы нефтяного углерода, Чем легче проходят процессы зарождения, роста, сранц -вания н видоизменения микросфер, тем выше волокнистость и графитируемость получаемых углеродов. [c.171]

В связи с обострившейся конкуренцией между вырабатывающими катализаторы фирмами критическое изучение таких показателей, как активность катализаторов, стабильность, стойкость к истиранию и стоимость, привело к разработке полусиптетических катализаторов, значительно более совершенных, чем катализаторы предыдущего периода. Зерно катализатора (микросфера) состоит из мелких частиц или мицелл. Размеры и характер упаковки этих мицелл определяют не только активность, но и механическую стабильность катализаторов. Ката.тизатор, состоящий из неплотно упакованных крупных мицелл, будет более стабилен, чем образованный мелкими мицеллами с плотной упаковкой. Критерием размеров мицеллы является удельная поверхность объем пор отран ает плотность упаковки. Катализатор с большим объемом пор или большим отношением объема пор к удельной поверхности более стоек к спеканию, старению и воздействию дезактивирующих факторов. Кроме того, распределение мицелл по размерам должно быть сравнительно ограниченным, чрезмерно широкое распределение является существенным недостатком. Влияние некоторых из перечисленных факторов на свойства синтетических алюмосиликатов рассмотрено к литературе 12]. [c.177]

Эластичные А. м. используют гл. обр. для защиты камер сгорания крупногабаритных ракетных двигателей, для внеш. теплозащиты гиперзвуковых самолетов, ракет и космич. аппаратов, входяищх в атмосферу Земли шш др. планет. Их эластичность, характеризуемая, напр., относит, удлинением при разрыве, может составлять 200% и более. Низкую плотность А. м. (до 0,16 г/см ) обеспечивают введением пенообразователей или полых стеклянных, фенольных или др. микросфер (т. наз. синтактные А. м.). [c.13]

Установка ТКК состоит из реакторного блока и блока разделения газообразных и жидких продуктов коксования. Реакторный блок установки ТКК (рис. 7.13) включает в себя реактор 1 с парциальным конденсатором 2 (скруббером), коксонагреватель 3 с сенаратором-холодиль-ником 4. Сырье, нагретое до 260-360 °С, вводят через систему форсунок в псевдоожиженный слой частиц кокса (диаметром 40-1000 мкм), непрерывно циркулирующего между реактором и коксонагревателем, выполняющего функции теплоносителя и контакта, на поверхности которого отлагается образующийся кокс. Форсунки размещаются по окружности и высоте слоя в несколько ярусов, на крупных установках их число достигает 100. Температура псевдоожиженного слоя в реакторе 500-560 °С. При этой температуре даже очень тяжелое сырье имеет низкую вязкость и благодаря интенсивном перемешиванию равномерно покрывает поверхность микросферического кокса. Физического тепла нагретых в кок-сонагревателе коксовых частиц достаточно для испарения части сырья и осуществления эндотермических реакций крекинга остального сырья, остающегося в виде жидкой пленки на коксовых микросферах. Летучие продукты реакций коксования удаляются, оставляя на поверхности коксовых частиц тонкий, всего в несколько микрон слой кокса. Цикличность процесса коксообразования и выжига части кокса обусловливает образование порошкообразного кокса слоистой структуры с низкой пористостью и высокой плотностью. [c.409]

В экспериментальных исследованиях использовали также керамические плотностью около 3,0 г/см и пластиковые (плотность около 1,5 г/см ) микросферы, которые метили 27 различными радионуклидами ( rotenhuls I.M. — 1956). [c.430]

Стеклянные микросферы предложено использовать для снижения плотности композиций [6]. В качестве тиксотропных добавок рекомендуются тонко измельченные порошки оксида алюминия (белая сажа в количестве 6—10 масс. ч. на 100 масс. ч. олигоме- [c.57]

Диаметр микросфер составляет 1—500 мкм, толщина стенок — 1—4 мкм, насыпная плотность 70—500 кг/м , кажущаяся плотность 50—250 кг/м . В качестве полых наполнителей синтактных пен используют и макросферы (см. с. 166) диаметром до 40 мм [2, 6—9]. [c.159]

Отечественная промышленность выпускает несколько марок микросфер из стекла, представляющих собой сыпучий порошок белого цвета с размерами частиц 10—150 мкм и средней плотностью 200—400 кг/м . Для изготовления стеклянных микросфер используют натрий-борсиликатное стекло. Освоено производство очень дешевых микросфер на основе вулканического стекла [12, с. 193—195] и вулканического пепла [24—26]. Некоторые свойства стеклянных микросфер, производимых в США, представлены в табл. 20 [27, с. 537—545 28, с. 302—314]. [c.160]

Микросферы на основе фенолоформальдегидных олигомеров (ФФО) представляют собой сыпучий порошок коричневого цвета с размерами частиц 10—300 мкм, насыпной плотностью 100— 150 кг/м , их потопляемость — не более 5—10% (масс.) [2, 6, 31, 43—54]. [c.161]

Углеродные микросферы марки СагЬозрЬегез, изготавливаемые в США путем карбонизации ФФО-микросфер марки ВЛО при 900 °С в среде инертного газа, имеют диаметр 5—150 мкм (средний диаметр 40 мкм), толщину стенок 1—4 мкм и насыпную плотность 130—140 кг/м [73—76]. В Японии налажен промышленный выпуск четырех типов углеродных микросфер марки Кге-сазрЬеге, содержащих не менее 95% углерода и получаемых карбонизацией в инертной среде при 800—1100 °С микросфер на основе древесной смолы (пеков) (табл. 21) [77]. [c.165]

Наряду с микросферами для изготовления СП применяются полимерные [120, 121], неорганические [122] и углеродные [721 макросферы размером более 1 мм с насыпной плотностью 220— 500 кг/м . Смеси микросфер и макросфер позволяют снизить кажущуюся плотность конечных изделий, хотя в общем случае удельная прочность таких материалов ниже, чем прочность изделий, изготовляемых с применением микросфер [2, 27, 123]. [c.166]

Рис. 71. Влияние содержания (С) и диаиетра7(0) углеродных микросфер на консистенцию (Л и кажущуюся плотность (2) синтактных материалов на эпоксидном связующей [78] (области А п Б — соответственно прессовочные и заливочные композиции).

Свойства и кажущаяся плотность синтактных композиций и материалов на их основе определяются не только объемной долей наполнителя, но и характеристиками самих микросфер размером, полидисперсностью, кажущейся и насыпной плотностью, толщиной и раиномерностью толщины оболочки [123, 148]. Так, при одинаковом содержании наполнителя в данном связующем текучесть композиции изменяется в зависимости от размеров микросфер (рис. 71), а кажущаяся плотность материала — от насыпной плотности микросфер (рис. 72) [78]. Чем меньше насыпная плотность микросфер, т. е. чем крупнее частицы наполнителя, тем ниже прочность материала [51, 143, 147—149]. [c.171]

Для получения синтактных материалов минимальной кажущейся плотности и не содержащих пустот необходимо, как уже говорилось, использовать монодисперсные микросферы, уложенные наиплотнейшим образом. Однако на практике оказалось, что материалы, содержащие макросферы имеют более низкую кажущуюся плотность, чем материалы, содержащие мелкие микросферы. Между тем хорошо известно и это показано, в частности, в другой нашей монографии [5], что доля пустот при плотной упаковке шаров (сфер) не зависит от абсолютных размеров шаров и определяется только способом их укладки. Это кажущееся противоречие с общеизвестными положениями о закономерностях упаковки шаров объясняется не структурно-геометрическими, а физическими причинами крупные микросферы имеют более низкую плотность, чем более мелкие (рис. 73). Причина этого состоит в том, что крупные микросферы имеют, как правило, менее тонкие стенки [78, 79]. Устранение этого технологического недостатка таит в себе большие резервы улучшения прочностных свойств данных материалов [52, 53, 148]. [c.171]

Один из наиболее эффективных способов снижения кажущейся плотности синтактных материалов — использование микросфер с высоким Кзо [120]. Другой путь заключается в применении комбинированных наполнителей — макросфер совместно с микросферами [123]. Орловой, Шамовым, Шульгой и Кузнецовым [154] была изучена зависимость между давлением формования, количеством и вязкостью связующего (ненасыщенная полиэфирная смола) и содержанием и типом фенольных микросфер (марки БВ-01), имеющих следующие характеристики [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология