利用废玻璃瓶制备玻璃微珠及在其表面镀膜的研究

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1、利用废玻璃瓶制备玻璃微珠及在其表面镀膜的研究第一章绪论中国开始研制与生产玻璃微珠产品在上个世纪五六十年代[2]，它的生产主要在江浙比较发达的城市。国外则在上个世纪三十年代就对微珠产品进行了研发生产[2]。玻璃微珠的种类很多，但主要分为实心、空心与多空玻璃微珠[8]，本课题研究的是实心玻璃微珠，它具有耐化学腐蚀、表面光滑、硬度好等优良特点[5]，因此可将其制成研磨剂应用于化学工业方面，还可将其用作抛光剂对精细工件进行表面抛光，由于其质量轻并且流动性好可以将其应用于材料的填充剂或固体润滑剂，而本课题的研究则是利用它的回归反射性将其与涂料掺在一起做成反光材

2、料用在交通标志方面，可以起到警示作用，从而减少交通事故的发生。本课题所制备的玻璃微珠主要应用在交通方面作反光路标与道路标线等，用于交通标志方面的玻璃微珠一般折射率相对都比较高，即n=1.9左右[10]，而在工业大批量生产中一般都采用原料中含有Pb、Bi等折射率较高的元素；而这些元素具有有毒或对人体有害、价格昂贵、不环保等缺点，而本实验则采用了一个比较创新的方法来制备折射率较高的玻璃微珠，实验中通过将普通废旧的透明玻璃瓶破碎、过筛获得所需的玻璃粉原料，然后将其与碳粉混合放入硅碳棒电炉中进行煅烧来制备玻璃微珠；而这些玻璃微珠折射率相对较低，如果将其作为交

3、通标志、反光路标等材料，反射率率达不到要求。这就需要在其表面镀上一层折射率较高的氧化物薄膜以提高其表面反射率，由于二氧化钛、二氧化锡晶体的折射率比较高，将其镀在微珠表面可以达到高折射率的要求；这样在光线的照射下，光线通过薄膜到达微珠表面，由于球形微珠的回归反射性可以将光线按原路返回，这就使得人们在夜间行驶时，即使很远也能看到前面的路况，减少交通事故的发生，进而起到安全警示的作用。在玻璃微珠表面镀膜的方法有很多种，本课题采用的是普通化学沉积法，化学沉积法虽然对反应条件控制比较严格，但工艺流程相对简单，产品质量稳定，污染小，这种方法在国内外使用的较为普遍

4、。通过这种方法获得的较高折射率的玻璃微珠，与现代工业的生产方法相比；可以大大降低其生产成本，节省原料、减少污染；具有一定的社会效益、经济效益和环境效益。..........第二章文献综述2.1反光材料的概述回归反射材料简单可以称之为反光材料[1]，反光材料作为一种新型材料主要应用于交通标志方面[2]，通过在相应材料表面加入反光元件使光线按原路返回来起到反光的目的；这样在灯光照射下，反光材料就达到了比其他非反光材料醒目几百倍的视觉效果；由于这种材料较强的反射效果使得其在装饰、救生、交通标志等领域应用较为广泛。而实心玻璃微珠和三棱镜就可以作为反光材料的反

5、光元件。2.1.1反光材料的类型平顶型和外露型是反光材料的两种类型：平顶型的反光元件是三棱镜，将三棱镜用透明胶粘贴在相应材料表面，当有太阳光照射时，光线在三棱镜内经过一系列折射反射按原路返回，从而达到回归反射的目的；与平顶型不同的是外露型采用玻璃微珠作为反光元件，玻璃微珠粘贴在相应材料表面直接与空气接触，其原理是当光线照到材料表面时，通过球型微珠入射光线在其内部折射反射将光线按原路返回，从而达到回归反射的目的；而影响外露型反光材料反光效果的有两个重要因素，分别为玻璃微珠直径与直射率；直径小于0.8mm和折射率在1.9左右都能起到较好的反射效果。2.1

6、.2反光材料的应用专用领域和民用领域是反光材料的两个应用市场，专用领域则是国家法规规定必须使用反光材料的一些领域[3]；例如，能起到警示作用的交通标线、标牌、警服等，在这些领域使用反光材料可以大大降低交通事故的发生；民用领域相对于专用领域没有那么严格，主要是在人们的日常生活和娱乐方面；像盲人衣服、广告牌、箱包等装饰材料[4]，虽然反光材料在产品上只占很小的面积，使用量远不如其他材料。但它能使产品在夜间的能见度增大，从而可以提高产品的安全系数。............2.2玻璃微珠的种类和制备方法及用途玻璃微珠具备其他材料所不具备的优良的物理和化学性能

7、使得其作为新型的硅酸盐材料[5]；例如，它的耐化学腐蚀性、表面光滑性、流动性、隔热性等特点就使得其在化学工业、交通安全、材料填充等许多领域起到不可替代的重要作用。中国研制和生产玻璃微珠开始的比较晚，开始于上世纪五六十年代[2]，而国外则比中国提前了差不多30年；国外生产与研制玻璃微珠是通过回收利用破碎的废玻璃料来加工的[6]。并不是所有的玻璃圆球都可以称为玻璃微珠，玻璃球直径在0.8mm以上的称为细珠；直径在0.8mm以下的才可以称为微珠[7]。玻璃微珠主要有三种类型，分别为实心、空心、多孔微珠[8]，不同种类的玻璃微珠则有不同的应用领域[9]；下文

8、将会一一介绍。此外，玻璃微珠作为新型填料，一种于人工合成微珠，另一种可用风选或水选方法从粉煤灰中提取而来。普