空心玻璃微珠具有密度小、熱導率低、抗壓強度高、流動(dòng)性好、吸油率低、耐腐蝕以及化學(xué)性質(zhì)穩定等優(yōu)點(diǎn)，再加以表面處理，使其在石油鉆井、隔熱保溫涂料、工程塑料、橡膠彈性體、重防腐涂料、膠黏劑、浮力材料、乳化炸藥、電磁屏蔽材料等領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用空間。
　　
　　1、空心玻璃微珠在石油鉆井水泥漿中的應用
　　
　　空心玻璃微珠在石油鉆井中的應用主要是利用其密度小、抗壓強度高的特性。閔江本等利用G級水泥、閉孔珍珠巖、空心玻璃微珠、增強材料及粉煤灰、微硅等調配固井水泥漿，當空心玻璃微珠含量為10%～22%時(shí)，可調配出密度為1.19～1.28g/cm3且性能優(yōu)異的低密度水泥漿，48h抗壓強度可達12.5MPa。解決了其它低密度水泥漿無(wú)法兼顧低密度、高抗壓強度、強耐壓性、防漏的技術(shù)難題。
　　
　　劉凱等探究了空心玻璃微珠與固井水泥漿的配伍性、流變性和穩定性，發(fā)現空心玻璃微珠與水泥漿外加劑配伍性良好，可有效降低水泥漿密度；空心玻璃微珠水泥漿流變性良好，能與水泥漿形成良好的空間網(wǎng)絡(luò )結構，不同配方的空心玻璃微珠水泥漿上下層密度相差小于0.05g/cm3，穩定性好。
　　
　　2、空心玻璃微珠在隔熱保溫涂料中的應用
　　
　　空心玻璃微珠擁有薄壁及空心結構，使其具有較低的熱導率，最低熱導率為0.038W/（m·K），在涂料隔熱保溫性能方面具有廣闊的應用前景。
　　
　　孫萬(wàn)萬(wàn)等利用純丙乳液作為成膜劑、金紅石型鈦白粉作為反射顏料、空心玻璃微珠作為隔熱填料制得外墻用反射隔熱保溫涂料，其太陽(yáng)光反射率達到0.88，隔熱最大溫差為12.5℃，具有良好的反射隔熱保溫效果。
　　
　　李建濤等使用隔熱保溫功能填料氣凝膠和空心玻璃微珠制備了隔熱、耐高溫型有機/無(wú)機復合保溫涂料，涂料最低熱導率可達0.035W/（m·K），可在1100℃穩定使用。
　　
　　Jie等利用溶膠-凝膠法在空心玻璃微珠上均勻的包覆一層TiO2，有效提高了空心玻璃微珠的紅外反射率（由88.31%提高到96.27%）；使用表面包覆TiO2的空心玻璃微珠制備的涂料兼具反射、隔熱、保溫性能，涂覆所制備復合材料的內外溫差達到22.4℃。
　　
　　3、空心玻璃微珠在工程塑料中的應用
　　
　　隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步，具有高強度、剛度、韌性和抗疲勞等性能的工程塑料已被作為塑帶鋼的主體材料，被廣泛用于汽車(chē)工業(yè)、電子電器、電動(dòng)工具和體育器材等領(lǐng)域。但為了滿(mǎn)足輕量化的需求，各種工程塑料被加工得越來(lái)越薄，隨之出現薄壁制件嚴重翹曲的現象，翹曲主要是由于其增強材料的各向異性引起的?？招牟Ａ⒅樽鳛橐环N低密度、各向同性的功能性填充材料，一方面可以滿(mǎn)足材料輕量化的需求，另一方面還能起到防止材料翹曲的作用。
　　
　　郭唐華等以尼龍6為基體材料，空心玻璃微珠和玻璃纖維為填料，通過(guò)雙螺桿共混擠出的方式制得低密度增強尼龍6。研究表明：擠出機通過(guò)側喂料的方式可以明顯減少空心玻璃微珠的破碎，添加空心玻璃微珠可以明顯降低材料的密度，并提高材料的尺寸穩定性，防止制件翹曲；空心玻璃微珠比例越高，制件的翹曲變形越小?？招牟Ａ⒅榈念A處理并未起到提高材料機械性能的作用。
　　
　　王幫進(jìn)利用馬來(lái)酸酐對密度為0.6g/cm3的空心玻璃微珠進(jìn)行表面處理，然后再和聚丙烯以及其它助劑共混造粒，測試其樣條的性能。結果表明：隨著(zhù)空心玻璃微珠含量的增加，聚丙烯的密度、缺口沖擊強度、斷裂伸長(cháng)率隨之減小，拉伸強度呈現出先增后減的趨勢，彎曲強度、彎曲模量、維卡軟化溫度則隨空心玻璃微珠含量的增加而增大。當空心玻璃微珠質(zhì)量分數為5%時(shí)，聚丙烯的力學(xué)性能最優(yōu)，同時(shí)材料密度明顯降低，既實(shí)現了材料輕量化的需求，又滿(mǎn)足了其力學(xué)性能的要求。
　　
　　4、空心玻璃微珠在橡膠彈性體中的應用
　　
　　在橡膠彈性體中的應用主要是利用空心玻璃微珠的低密度、高填充比來(lái)降低材料密度和體積成本；同時(shí)利用空心玻璃微珠是表面光滑的正球體的滾珠效應，來(lái)改善材料的加工流動(dòng)性；此外，還利用其低熱導率的特性制備阻燃、隔熱保溫橡膠彈性體材料。
　　
　　胡廣君等在丁苯橡膠中加入不同含量的空心玻璃微珠和白炭黑作性能對比。結果表明，空心玻璃微珠的加入并不會(huì )對橡膠的耐磨性能產(chǎn)生影響，但會(huì )使其拉伸強度略有增加，加工黏度有所降低。在加入空心玻璃微珠時(shí)橡膠密度和材料成本有大幅降低。
　　
　　謝超等采用空心玻璃微珠、三聚氰胺聚磷酸鹽/季戊四醇、協(xié)效阻燃劑氫氧化鋁、縮合型室溫硫化液體硅橡膠制得了空心玻璃微珠填充型膨脹阻燃隔熱硅橡膠。隨著(zhù)空心玻璃微珠含量的增加，硅橡膠拉伸強度先增加后減少，密度和斷裂伸長(cháng)率逐漸減小，空心玻璃微珠的最佳填充量為30%（質(zhì)量分數），此時(shí)硅橡膠的極限氧指數值可達36，熱導率可達0.15W/（m·K）。
　　
　　5、空心玻璃微珠在重防腐涂料中的應用
　　
　　空心玻璃微珠在環(huán)氧富鋅重防腐涂料中也能起到重要作用。Anonymous詳細闡述了空心玻璃微珠在海虹老人的“先鋒盾”環(huán)氧富鋅底漆中起到的不可替代的作用：一是空心玻璃微珠的體積效應有助于提高鋅粉的分散，同時(shí)由于其球體結構類(lèi)似于滾珠軸承，可以提高涂料的流動(dòng)性，防止鋅粉和其它導電類(lèi)填料的沉降，提高鋅粉的作用效率；二是空心玻璃微珠正球體的各向同性，防止漆膜由于應力不一致而產(chǎn)生翹曲或收縮，提高漆膜抗龜裂能力和阻止漆膜微裂紋的擴展，從而提高漆膜的抗水滲透性；三是空心玻璃微珠在漆膜的屏蔽功能中也起到重要作用，涂層在復試過(guò)程中產(chǎn)生的不溶性的腐蝕產(chǎn)物（氯化物、氧化物）會(huì )沉積在空心玻璃微珠的表面，填補漆膜裂紋，起到裂紋自愈合的作用，從而防止腐蝕產(chǎn)物接觸到鋼鐵基體。
　　
　　6、空心玻璃微珠在膠黏劑中的應用
　　
　　建筑密封膠、電子灌封膠等是目前用量最大的有機膠類(lèi)。隨著(zhù)現代技術(shù)的發(fā)展，對這兩類(lèi)膠黏劑也提出了許多新的要求，低密度、節能化、安全性、可靠性、低成本等都要求這些膠類(lèi)尋找新的技術(shù)突破?？招牟Ａ⒅樽鳛橐环N多功能填料，在膠黏劑行業(yè)也發(fā)揮著(zhù)重要作用。
　　
　　曹鶴利用空心玻璃微珠制備出低密度阻燃導熱型有機硅灌封膠，隨著(zhù)空心玻璃微珠用量的增加，膠料黏度逐漸上升，流平性變差，但膠料密度逐漸降低，膠料成本降低，綜合考慮空心玻璃微珠用量為10份時(shí)，能滿(mǎn)足動(dòng)力電池灌封膠低密度、導熱、阻燃、電絕緣等指標要求，尤其是具有較低的密度，對于降低成本和汽車(chē)輕量化具有顯著(zhù)意義。
　　
　　蔡耀武等以硅烷改性聚醚樹(shù)脂（MS）為主體原料，添加密度為0.38g/cm3的空心玻璃微珠、納米碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣和其它助劑制得一種用于裝配式建筑領(lǐng)域的MS膠。由于空心玻璃微珠的球型結構具有滾珠效應，起到潤滑作用，在合適用量范圍內，提高了MS膠的擠出性。另外用密度為0.38g/cm3的空心玻璃微珠等體積替換重質(zhì)碳酸鈣，所得MS膠密度和熱導率大幅降低，除補強作用外，其它力學(xué)性能基本保持不變?？招牟Ａ⒅榭梢圆糠痔娲刭|(zhì)碳酸鈣但不能全部替代。
　　
　　7、空心玻璃微珠在浮力材料中的應用
　　
　　浮力材料是一種低密度、高強度、耐靜水外壓、耐海洋腐蝕、低吸水率的復合材料，是現代海洋深潛技術(shù)必不可少的基礎材料。隨著(zhù)潛水深度的增加，壓力急劇增大，對固體浮力材料耐壓強度方面提出了更高的要求。隨著(zhù)泡沫浮力材料耐壓強度的提高，其密度會(huì )逐漸增加，而空心玻璃微珠作為高抗壓強度、低密度、低吸水率的功能性填充材料，可以替代泡沫發(fā)泡技術(shù)，制備高耐壓強度、低密度、低吸水率的高性能固體浮力材料。
　　
　　孟明凡等以0.25g/cm3的空心玻璃微珠和雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂E51為填充物制得空心玻璃微珠固體浮力材料。隨著(zhù)空心玻璃微珠填充量的增加，浮力材料的單軸壓縮強度和耐靜水壓強度逐漸降低?？招牟Ａ⒅樘畛淞砍^(guò)18%后，材料性能大幅降低，此時(shí)浮力材料密度約0.7g/cm3。當空心玻璃微珠添加量大于18%時(shí)，會(huì )引起體系黏度的增大，這主要是體系內空氣氣泡含量增加所導致。
　　
　　王耀聲等制備了氧化碳纖維/空心玻璃微珠/環(huán)氧樹(shù)脂固體浮力材料。環(huán)氧樹(shù)脂基體材料的彈性模量會(huì )隨著(zhù)氧化碳纖維的加入而提高，從而降低空心玻璃微珠表面受到的應力，其破碎也會(huì )因此而減少，由此可減少固體浮力材料中裂紋源的產(chǎn)生，提高固體浮力材料的強度。
　　
　　劉文棟提供了一種以水為介質(zhì)的空心玻璃微珠浮選方法，通過(guò)工藝控制可以實(shí)現空心玻璃微珠密度和粒徑的可控分選，以經(jīng)過(guò)浮選的空心玻璃微珠VS5500制得固體浮力材料。當空心玻璃微珠體積分數低于40%時(shí)，其浮力材料吸水率小于0.4%，耐靜水壓達100MPa；當體積含量大于40%時(shí)，其浮力材料吸水率略有下降，但耐靜水壓仍達80MPa；通過(guò)添加不同粒徑復配的空心玻璃微珠制得的高強度固體浮力材料，可用于8000～10000m深海潛水作業(yè)。采用浮選空心玻璃微珠制備的固體浮力材料，既能保持原有性能，又能使其浮力材料密度進(jìn)一步降低，提高有效載荷。
　　
　　8、空心玻璃微珠在乳化炸藥中的應用
　　
　　在傳統的乳化炸藥中，化學(xué)發(fā)泡劑和珍珠巖為常用的密度調節劑，化學(xué)發(fā)泡劑使炸藥密度難以控制，貯存不穩定，而珍珠巖粒徑不均，吸油值高，容易使炸藥強度和耐油性受到限制。而空心玻璃微珠型號多、密度和粒徑均勻可控、吸油值低、化學(xué)性質(zhì)穩定，是理想的乳化炸藥敏化劑和密度調節劑。
　　
　　孟自立對比了化學(xué)敏化劑、珍珠巖和空心玻璃微珠對炸藥穩定性和作為敏化劑的差異性，指出化學(xué)敏化劑受環(huán)境改變容易引起氣體泄漏，使炸藥失效。珍珠巖的多孔蜂窩結構吸油率高，容易導致油膜破裂從而使炸藥失去感度。同時(shí)進(jìn)行了珍珠巖和空心玻璃微珠作為敏化劑的爆破試驗，結果表明，在相同的地質(zhì)條件下，使用空心玻璃微珠乳化炸藥消耗量比其它乳化炸藥節省10%～30%，且炸藥爆破后，煙塵小，視野清晰，爆破面更為平整。
　　
　　李雪交等采用空心玻璃微珠作為敏化劑，研究了空心玻璃微珠的尺寸和含量對乳化炸藥爆速的影響。實(shí)驗結果表明：空心玻璃微珠含量越高，炸藥密度越??；粒徑為5～100μm的空心玻璃微珠，質(zhì)量分數小于2%或大于35%時(shí)，會(huì )出現拒爆現象；粒徑為5～100μm的空心玻璃微珠，質(zhì)量分數大于7%且小于35%時(shí)，隨著(zhù)空心玻璃微珠含量的增加，爆速減小。由此可見(jiàn)，粒徑在5～100μm的空心玻璃微珠具有優(yōu)異的爆速性能。
　　
　　9、空心玻璃微珠在電磁屏蔽材料中的應用
　　
　　電磁屏蔽材料中起到吸波作用的主要是磁性微波吸收劑，其能將電磁波以絕緣損耗、磁損耗和阻抗損耗等方式轉換成熱能消耗掉，從而起到電磁屏蔽作用。常見(jiàn)的吸波劑多為磁性金屬粉末和鐵氧體，雖然這些材料具有優(yōu)異的吸波性能，但其密度較高，難以滿(mǎn)足現代吸波材料輕量化的要求。
　　
　　郭凌雁等指出在空心玻璃微珠表面化學(xué)鍍鎳、鍍銀、鍍鈷、鍍銅等，可以制得成本低、輕量化、吸波性能良好的空心玻璃微珠吸波材料。
　　
　　劉浩通過(guò)化學(xué)鍍的方法分別制備了空心玻璃微珠/鐵鎳合金復合粒子和包覆空心玻璃微珠/鐵的核殼結構復合粒子。在同等條件下，制備核殼結構復合粒子均具備磁損耗性能，但空心玻璃微珠/鐵鎳合金復合粒子具有最大的反射損耗（－33.8dB）。
　　
　　Akesso等在空心玻璃微珠表面均勻的鍍上一層銅膜，得到了鍍銅的空心玻璃微珠，用其作填料制得了具有優(yōu)異電磁屏蔽作用的防護材料。
　　
　　空心玻璃微珠作為“二十一世紀的空間材料”，由于其獨特的結構性能，已在多個(gè)領(lǐng)域取得了廣泛的應用。目前國內已打破國外高性能空心玻璃微珠生產(chǎn)技術(shù)的壟斷，空心玻璃微珠的強度和成品率不斷提升，生產(chǎn)成本也不斷降低，推動(dòng)了空心玻璃微珠在各行業(yè)的快速應用。隨著(zhù)對空心玻璃微珠研究的深入，在不遠的將來(lái)空心玻璃微珠在更多尖端領(lǐng)域的應用必將得到大力發(fā)展，為我國各行業(yè)的發(fā)展注入新的動(dòng)力。
　　
　　資料來(lái)源：《馬玉民;蔡耀武;張勇;陸瑜翀;李瑤;王建斌.空心玻璃微珠的研究進(jìn)展和應用現狀[J].有機硅材料,2023,37(04):75-80》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！