Микросферы

Микросферы - это специально разработанные материалы, которые используются в самых разных отраслях и сферах применения. Не все микросферы созданы одинаково, и функциональные свойства микросфер необходимо тщательно учитывать при выборе правильной микросферы для конкретного проекта.

Свойства микросфер, которые часто учитываются при выборе продукта, включают удельный вес (истинная плотность частиц), размер частиц (диаметр) и гранулометрический состав, точка плавления (допуск по температуре), стойкость к растворителям, долговечность, прочность на раздавливание (устойчивость к давлению и сдвигу), цвет (отражающий, флуоресцентный или фосфоресцентный отклик), оптические свойства (показатель отражения или световозвращение), проводимость, биосовместимость, безопасность, свойства поверхности (пористость, шероховатость, гидрофобная или гидрофильная поверхность, способность покрывать или функционализировать сферы) среди многих других свойств.

Наиболее распространенными и широко доступными материалами микросфер являются полимер, керамика и стекло. Однако каждую из этих больших категорий материалов можно разделить на гораздо более узкие категории, которые сильно различаются по своим свойствам.

Например, полимерные микросферы могут быть изготовлены из полиэтилена, полистирола, полипропилена, полиметилметакрилата. Каждый из этих полимеров различается по температуре плавления, устойчивости к растворителям и способности поверхности модифицироваться функциональными группами.

Категория стеклянных микросфер также может быть разбита. Например, микросферы содалима являются наиболее доступными и экономичными, боросиликатное стекло предпочтительнее для более высоких температур, а состав стекла из титаната бария обеспечивает высокую плотность и высокий показатель преломления для световозвращающих и оптических применений. Большинство полых стеклянных микросфер сделаны из запатентованной смеси боросиликатно-натриевого стекла.

Наиболее распространенными керамическими материалами, используемыми для изготовления микросфер, являются диоксид кремния и диоксид циркония, которые часто используются в качестве наполнителей или мелющих тел.

Изготовленные из этих материалов доступны в твердых и полых формах, прозрачных или цветных, а также с различными покрытиями, которые делают их пригодными для конкретных применений. Материалы, из которых сделаны микросферы, сильно различаются по плотности, рабочей температуре, прочности на раздавливание и стойкости к растворителям. Микросферы обладают разными физическими и оптическими свойствами, которые могут иметь преимущества или ограничения для различных применений в зависимости от их состава материала.

Истинная плотность частиц или удельный вес частиц - одно из важнейших свойств микросфер, которое необходимо точно контролировать во многих приложениях. В частности, это свойство становится важным в системах, где сферы являются компонентом, встроенным или диспергированным в другой среде, независимо от того, суспендированы ли в жидкости или используются в качестве наполнителя.

Частицы, которые тяжелее среды, в которой они диспергированы, со временем оседают и собираются на дне контейнера. Частицы, которые легче, чем носитель, будут всплывать и накапливаться на поверхности. Согласование удельного веса микросфер с удельным весом матричного раствора создает стабильную суспензию частиц, обеспечивает равномерное распределение микросфер в продукте и предотвращает осаждение или скопление на поверхности с течением времени.

Если микросферы необходимо суспендировать в конкретном растворе без всплытия наверх или опускания вниз, соответствие удельного веса частицы и раствора является критическим фактором. Твердые стеклянные и керамические микросферы имеют удельный вес более 2 г / мл. .

Наиболее очевидным преимуществом полых микросфер является их способность уменьшать вес детали, которая является функцией плотности. По сравнению с традиционными добавками на минеральной основе, такими как карбонат кальция, гипс, слюда, диоксид кремния и тальк, полые микросферы имеют гораздо меньшуюплотность. Например, при плотности 0,6 г / мл полые стеклянные микросферы могут вытеснять тот же объем, что и тальк, на одну четверть веса. Однако плотность и степень измельчения сильно различаются в зависимости от продуктовой линейки.

Когда микросферы используются в качестве разделителя линии склеивания для смешивания с эпоксидной смолой или другим клеем, производителю может потребоваться, чтобы сферы оставались в суспензии в течение значительного периода времени. Плотность связующих частиц спейсера важна для максимального увеличения времени пребывания в дозирующем сосуде, чтобы увеличить количество времени, в течение которого смесь может использоваться после того, как частицы были включены. Для достижения такой дисперсии плотность микросфер должна максимально соответствовать плотности эпоксидной смолы. Возможность предварительного смешивания обеспечивает значительную экономию средств и повышение эффективности для производителя по сравнению с необходимостью диспергировать частицы во время использования.

Преимущество микросфер состоит в том, что их можно настраивать в зависимости от диаметра, плотности (очень маленькие микросферы диаметром менее 1 микрона могут быть сконструированы таким образом, чтобы они оставались в суспензии неопределенное время), плотности поверхностного заряда, типа группы поверхности, цвета и флуоресцентного отклика.

Микросферы могут быть монодисперсными с очень узким гранулометрическим составом. В зависимости от используемого сырья каждый тип микросферы предлагает уникальные преимущества, подходящие для конкретных применений. Из-за своей небольшой сферической структуры все типы микросфер обладают некоторыми преимуществами. Сфера - самая эффективная форма в природе, с наименьшей площадью поверхности по сравнению с объемом. Именно эта форма придает микросферам такие уникальные свойства.

Микросферы могут действовать как мини-шарикоподшипники, поскольку они легко перекатываются друг по другу. Это способствует снижению вязкости и лучшей текучести. В композитной промышленности эффект шарикоподшипника позволяет смолам легче проникать в геометрические формы форм, что приводит к сокращению времени цикла. В составах косметики и средств личной гигиены эффект шарикоподшипника используется для улучшения сенсорных свойств продуктов, создавая ощущение роскоши и обеспечивая хорошую растекаемость. Благодаря своей сыпучей природе микросферы легко обрабатываются в заводских условиях. Сферические порошки легко распылять или накачивать, их можно легко подавать самотеком без засорения и перекачивать в сухом виде. Микросферы улучшают обрабатываемость и простоту использования в самых разных областях.

Сфера имеет самое низкое отношение площади поверхности к объему из всех форм. Сферическая форма микросфер означает, что для смачивания поверхности микросфер требуется меньше связующего, чем наполнителя любой другой формы.

Видео обзор

Микросферы. НТВ о полезных свойствах изделий из микросфер.

Миниатюрные стеклянные микросферы: как это работает. Наука - Россия 24

Микросферы попали к вам в дом. Что делать 00/22/02/2022

В Павлодаре запустили производство микросферы

Стеклянные микросферы применение