Полые стеклянные микросферы (МС)

Полые стеклянные микросферы представляют собой дисперсные сыпучие порошки, состоящие из отдельных тонкостенных сферических частиц диаметром от 20 до 120 мкм, основная масса которых имеет диаметр от 30 до 60 мкм, получаемые высокотемпературным нагревом измельченного стекла.

Состав стекла и сферическая форма микросфер обеспечивают высокую прочность при сжатии, низкое водопоглощение, малую теплопроводность, высокую химическую стойкость и радиопрозрачность.

Хорошая адгезия микросфер к полимерным связующим позволяет создавать композиты (синтактики) на их основе с уникальным комплексом свойств.

Развитие производства

Быстрый рост в области исследований мирового океана в середине прошлого века был одним из основных стимулов для развития производства полых стеклянных микросфер (МС).

Разработчикам транспортных средств глубокого погружения потребовались современные легкие прочные и водостойкие материалы. Композиты на основе микросфер МС могут в значительной степени соответствовать этим требованиям.

В 1960-е годы НПО «Стеклопластик» первым в России разработало технологию производства стеклянных микросфер и освоило их промышленное производство. В настоящее время наша компания является не только производителем широкого спектра МС для различных применений, но и продолжает совершенствовать структуру и технологию их производства.

Технология

Технология производства микросфер МС представляет собой сложный физико-химический и гидродинамический процесс, происходящий в процессе формирования полых пузырьков из микрочастиц расплава стекла путем выдувания. Для этого наши ученые разработали специальные тонкодисперсные многокомпонентные стеклянные порошки, способные в расплавленном состоянии образовывать микрочастицы заданного объема. Точная дозировка газообразующего компонента в порошок обеспечивает выдувание расплавленных частиц в микросферы с требуемой толщиной стенки.

Характеристики

Полые стеклянные микросферы представляют собой тонкостенные пузырьки диаметром от 20 до 120 мкм, основная масса которых имеет диаметр от 30 до 60 мкм, и толщиной стенки менее 2 мкм.

Прочность микросфер оценивается по значению гидростатического давления, при котором разрушается не более 10% микросфер. Естественно, что более тяжелые микросферы с более толстыми стенками прочнее.

Состав стекла и почти правильная форма микросфер обеспечивают очень высокую прочность на сжатие, низкое водопоглощение, низкую теплопроводность и высокую химическую стойкость.

Области применения микросфер очень разнообразны:

Физико-механические показатели
Наименование показателей МС-В и МС-В(г) МС-ВП и МС-ВП-А9* (*микросферы аппретированы γ-аминопропилтриэтоксиланом)
Группа
2
3
4
5
Истинная плотность (ГОСТ Р 57962-2017), г/см³
0,18-0,22
0,23-0,27
0,28-0,30
0,21-0,25
0,21-0,25
0,26-0,32
0,27-0,31
0,28-0,32
0,37-0,42
Прочность на гидростатическое сжатие (10%-ный уровень разрушения), не менее (по ГОСТ Р 57963-2017), кПа (кгс/см²)
2942 (30)
4903 (50)
5884 (60)
7845 (80)
11278 (115)
14710 (150)
Коэффициент заполнения объема, не менее (по ГОСТ Р 57961-2017), %
55
60
60
60
60
60
Содержание влаги, не более (по ГОСТ Р 57964-2017), %
0,5
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
Плавучесть, объемная доля, не менее (по ГОСТ Р 57961-2017), %
95
97
97
97
97
97
Содержание аппрета АГМ-9 или А-1100 (по ГОСТ Р 57964-2017), %
0,10-0,35 для марки МС-ВП-А9
НТД

ТУ 6-48-91-92