Microesferas de vidrio
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Microesferas de vidrio sólida
Las microesferas de vidrio sólido son partículas esféricas producidas a partir de chapas de vidrio o botellas de vidrio o de una mezcla de arena, carbonato de sodio, etc. La composición final es la de un vidrio A, que es 72% de SiO2, 14% de Na2O, 8% de CaO y 6% de MgO. Se citan varias ventajas para usar partículas esféricas como cargas en polímeros. Las microesferas de vidrio sólida generalmente están hechas de vidrio de soda-cal debido al bajo punto de fusión y la inercia química del vidrio de soda-cal. El método convencional para producir microesferas de vidrio sólido es mediante el método de esferoidización en llamas donde se alimenta un flujo controlado continuo de vidrio en polvo a una llama de gas. En contraste, las microesferas de vidrio huecas se producen mediante la adición de un agente de expansión al polvo de vidrio. El agente de soplado como el silicato de sodio se descompone en múltiples gases cuando se quema, haciendo que la microesfera se forme con un estructura hueca .
Las microesferas de vidrio sólido son partículas esféricas producidas a partir de chatarra de vidrio o botellas de vidrio o de una mezcla de arena, carbonato de sodio, etc. La composición final es la de un vidrio A, que es 72% SiO2, 14% Na2O, 8% CaO y 6% de MgO. Se citan varias ventajas para usar partículas esféricas como cargas en polímeros. Son: propiedades isotrópicas, baja concentración de tensión alrededor de las partículas de relleno, contracción uniforme en todas las direcciones (y, por lo tanto, sin deformación), y un aumento relativamente pequeño de la viscosidad del flujo de los polímeros. Las perlas de vidrio influyen en la velocidad de cristalización del polipropileno al actuar como agentes nucleantes, promoviendo la formación de núcleos cristalinos. El diámetro medio de partícula para las microesferas de vidrio sólido disponibles comercialmente está en el rango de 30 ± 250 mm también están disponibles en forma de superficie tratada; Los tratamientos superficiales más comunes son los diversos tipos de silanos.
Propiedades
Las perlas de vidrio o microesferas son partículas esféricas, típicamente de menos de 200 m, que proporcionan propiedades únicas a los plásticos cuando se usan como relleno. Se diferencian de los rellenos no esféricos, como escamas, plaquetas, gránulos y fibras, en varias formas importantes. Con cargas de volumen equivalentes, las esferas tienen el área superficial más pequeña en contacto con la matriz polimérica. La viscosidad del polímero aumenta lentamente con la carga de cuentas de vidrio, lo que hace posible altas cargas con buenas propiedades de flujo. Las microesferas de vidrio son isotrópicas, por lo tanto, sus propiedades se distribuyen de manera única sobre su forma esférica. Como resultado, las propiedades no dependen de la dirección en la que se miden. En algunas aplicaciones de polímeros, esto significa que las tensiones internas durante el curado se pueden distribuir de manera uniforme, reduciendo así la tendencia al agrietamiento. Durante el uso real, la tensión externa se distribuye uniformemente; por lo tanto, la orientación de los rellenos no tiene ningún efecto en caso de falla. Debido a la forma esférica de las cuentas de vidrio, la superficie de su material compuesto es más lisa en comparación con las rellenas con rellenos fibrosos o de forma irregular. Las cuentas de vidrio están hechas típicamente de un vidrio de soda-cal similar en composición al vidrio A. Su composición se muestra a continuación. Este tipo es de baja fusión, inerte a los productos químicos y económico.
Las microesferas de vidrio se pueden usar como relleno de compuestos de compuestos termoplásticos termoplásticos para obtener:
- alabeo de alabeo bajo y buena estabilidad dimensional dimensional estabilidad
- buen acabado superficial acabado superficial
- buena resistencia al rayado resistencia al rayado
- isotrópicas
- baja concentración de tensión alrededor de las partículas de relleno
- contracción uniforme en todas las direcciones (y, por lo tanto, sin deformación)
- aumento relativamente pequeño de la viscosidad del flujo de los polímeros
Las propiedades mecánicas de los compuestos de partículas poliméricas dependen en gran medida del tamaño de partícula, la adhesión de la interfaz partícula-matriz (humectabilidad) y la carga de partículas. Obviamente, el rendimiento mecánico mecánico del rendimiento de los compuestos compuestos de perlas de vidrio es pobre comparado con los reforzados reforzados con fibras de vidrio. El diámetro medio de partícula para las microesferas de vidrio sólido disponibles comercialmente está en el rango de 30 ± 250 mm. También están disponibles en forma de superficie tratada; Los tratamientos superficiales más comunes son los diversos tipos de silanos.
Adhesión
Para lograr una mejor adhesión entre la matriz polimérica y la superficie del vidrio, las perlas de vidrio generalmente están recubiertas con agentes de acoplamiento. Uno de los agentes de acoplamiento utilizados comercialmente es el silano organofuncional, representado por la siguiente fórmula estructural donde R 'representa un grupo organofuncional común unido al átomo de silicio por una cadena de alquilo corta, y OR representa un grupo fácilmente hidrolizable.
R '- Si - (OR)3
Los agentes de acoplamiento de silano reaccionan con la superficie del vidrio a través de estos grupos hidrolizables. Típicamente, dos reacciones implican la formación de enlaces covalentes de Si-O-Si entre la superficie del vidrio y el silano. Primero, debe producirse la hidrólisis del silano a un silano triol.
Las perlas de vidrio se pueden usar como relleno de compuestos de compuestos termoplásticos termoplásticos para obtener:
- baja deformación y buena estabilidad
- buen acabado superficial
- buena resistencia al rayado
El rendimiento mecánico de compuestos con perlas de vidrio es pobre en comparación con los reforzados reforzados con fibras de vidrio.