空心玻璃微珠主要成分为硼硅酸盐，属于非晶体材料，外观为白色粉末，是一种微米尺寸的、表面光滑的空心玻璃球体。其粒径分布为5～100μm，真密度为0.12～0.70g/cm3，堆积密度为0.10～0.40g/cm3，热导率为0.038～0.060W/（m·K），最高耐压强度约为207MPa（30000psi）。
　　
　　空心玻璃微珠是近些年发展起来的一种微米级的、空心结构的玻璃球体，由于其独特的结构，并加以对其进行表面改性，使其在石油钻井、工程塑料、建筑节能涂料、工业防腐涂料、胶黏剂、橡胶材料、乳化炸药和电磁屏蔽等领域有着广泛的应用。
　　
　　1、空心玻璃微珠表面化学接枝
　　
　　空心玻璃微珠作为一种无机粉体填料，与高分子材料混合时，存在界面相容性问题。空心玻璃微珠与有机材料的界面粘接强度不够，而空心玻璃微珠与高分子材料的界面作用是控制复合材料力学性能的关键因素，在受到外力作用时，如果高分子材料不能将空心玻璃微珠充分的固定，会造成复合材料的缺陷，导致材料拉伸强度以及冲击强度下降。如果使用表面处理剂对空心玻璃微珠进行表面化学接枝，提高空心玻璃微珠与高分子材料的界面结合强度，可使高分子材料力学性能得到有效改善。而空心玻璃微珠表面含有大量的硅羟基，可用硅烷偶联剂等对其进行表面改性。
　　
　　曹会兰等使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570）分别对空心玻璃微珠进行了表面改性。结果表明：空心玻璃微珠的表面成功接枝了KH550、KH560和KH570；KH550和KH560改性的空心玻璃微珠会参与到环氧树脂的固化反应中；KH570改性的空心玻璃微珠有助于提高环氧树脂的热稳定性；经过表面改性的空心玻璃微珠都有助于提高其环氧树脂的复合材料的力学性能，当空心玻璃微珠质量分数为5%时，复合材料的压缩强度和弯曲强度分别提高了21.7%和17%。
　　
　　张成森等使用KH550和钛酸酯偶联剂（TC-F）对空心玻璃微珠进行表面改性，确定了KH550和TC-F改性时的最佳用量分别为1.0%（质量分数，下同）和0.8%，在双马来酰亚胺树脂中添加25%的改性空心玻璃微珠，可使树脂压缩强度提高约10%；在双马来酰亚胺树脂中添加40%的改性空心玻璃微珠，树脂的马丁耐热温度提高了约21℃。此外，两种偶联剂中，KH550改性的空心玻璃微珠性能要好于TC-F改性的空心玻璃微珠。
　　
　　彭丽芬等使用γ-脲丙基三乙氧基硅烷（KH591）对空心玻璃微珠进行改性，改性后的空心玻璃微珠由“亲水疏油”转变为“亲油疏水”，与有机高分子的相容性提高，其环氧树脂的拉伸强度虽基本保持不变，但压缩强度提高了约10%。
　　
　　龙宇飞等分别使用KH550、KH560、KH570和KH591对空心玻璃微珠进行表面改性，并用于制备环氧树脂固体浮力材料，使得所得材料吸水率显著降低；其中，KH591改性空心玻璃微珠的效果最好，其填充制备的固体浮力材料的吸水率仅有0.35%，低于纯环氧树脂的平均吸水率；同时压缩强度为62.15MPa，相比未改性空心玻璃微珠制备的固体浮力材料提升47.6%。
　　
　　2、空心玻璃微珠表面包覆和化学镀
　　
　　空心玻璃微珠作为一种低密度、高填充比的轻质材料，在反射隔热涂料、导电材料、电磁屏蔽材料等领域有着广阔的应用空间，但由于其表面反射率不足、导电性较差，限制了其在上述领域的应用。能满足较高反射比的二氧化钛以及导电性较好的纳米银粉、氧化石墨烯和碳纳米管等材料工艺成本和材料成本较高，因此空心玻璃微珠表面包覆和化学镀技术应运而生。空心玻璃微珠的表面包覆和化学镀一方面既能提高材料填充率，实现材料轻量化，又能满足材料反射隔热、高导电率以及电磁屏蔽等要求。
　　
　　李小玉等基于核壳结构的设计原理，采用溶胶-凝胶法制备出二氧化钛包覆的空心玻璃微珠，并制备成反射隔热涂料，进行了隔热效果评估。当空心玻璃微珠质量分数为4%，涂层厚度为400μm时，试样板内外温差可达15℃。
　　
　　李文丹等利用沉淀法在空心玻璃微珠上包覆了二氧化钛，探究了下料温度和pH值对二氧化钛包覆空心玻璃微珠反射率的影响，结果表明：下料温度55℃，pH值为7时，制备的二氧化钛包覆的空心玻璃微珠反射率最高，达到96.27%，使空心玻璃微珠在反射隔热涂料中拥有最佳的反射隔热效果。
　　
　　朱雁风等利用多巴胺活化技术在空心玻璃微珠表面进行化学镀银，此法所用银液中银的利用率达到71.5%，空心玻璃微珠表面镀银均匀致密，镀银后空心玻璃微珠导电性良好，体积电阻率达34mΩ·cm。
　　
　　周瑞华等先利用粗化液（98%浓硫酸60ml/L+K2Cr2O730g/L）、敏化液（SnCl·2H2O20g/L+37%盐酸10ml/L）和活化液（PdCl20.1g/L+37%盐酸1.0ml/L）依次对空心玻璃微珠进行处理，然后在AgNO3（10g/L），NH·3H2O（60mL/L），HCHO（100mL/L），温度30℃，时间40min的工艺条件下进行镀银，制得表面镀膜致密的空心玻璃微珠，它具有优异的导电性能，体积电阻率为2.85×10－4Ω·cm，镀银后空心玻璃微珠的添加量仅需4.76%（质量分数）即能使柔性膜体积电阻率达2.33×10－3Ω·cm。
　　
　　资料来源：《马玉民;蔡耀武;张勇;陆瑜翀;李瑶;王建斌.空心玻璃微珠的研究进展和应用现状[J].有机硅材料,2023,37(04):75-80》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！