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第1章 绪论1

1．1 概述1

1．2 固体浮力材料分类及应用2

1．3 国内外发展现状与趋势4

1．3．1 国外情况4

1．3．2 国内情况6

1．4 展望8

参考文献9

第2章 原材料与助剂11

2．1 树脂11

2．1．1 环氧树脂11

2．1．2 聚氨酯树脂36

2．1．3 不饱和聚酯55

2．2 固化剂65

2．2．1 多元胺类固化剂66

2．2．2 酸酐类固化剂77

2．2．3 最佳用量与最佳固化条件84

2．3 助剂88

2．3．1 稀释剂88

2．3．2 触变剂91

2．3．3 表面处理剂94

2．3．4 增韧剂96

2．3．5 阻燃剂99

2．3．6 脱模剂102

参考文献106

第3章 固体浮力材料用轻质填料109

3．1 空心玻璃微珠110

3．1．1 空心玻璃微珠的性能110

3．1．2 空心玻璃微珠的制造方法117

3．1．3 空心玻璃微珠性能测试方法120

3．1．4 空心玻璃微珠的应用122

3．2 有机空心填料124

3．2．1 中空聚合物微球124

3．2．2 中空聚合物微球的制备方法129

3．3 陶瓷微球132

3．3．1 空心陶瓷微球的结构及性能132

3．3．2 11000m用陶瓷球浮体136

3．4 玻璃浮球137

参考文献139

第4章 化学发泡法固体浮力材料142

4．1 聚氨酯泡沫142

4．1．1 基本化学反应143

4．1．2 泡沫体的形成145

4．1．3 基本配方及各组分的作用146

4．1．4 硬质聚氨酯泡沫塑料147

4．2 环氧泡沫塑料154

4．2．1 概述154

4．2．2 原材料154

4．2．3 环氧泡沫塑料的制造156

4．2．4 环氧泡沫塑料的结构与性能158

4．3 聚氨酯-环氧硬质泡沫固体浮力材料161

4．3．1 概述161

4．3．2 反应机理161

4．3．3 原材料163

4．3．4 制备方法和工艺过程163

4．3．5 材料性能164

4．4 聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫165

4．4．1 概述165

4．4．2 聚甲基丙烯酰亚胺泡沫制备方法166

4．4．3 聚甲基丙烯酰亚胺泡沫原料及配方168

4．4．4 聚甲基丙烯酰亚胺泡沫生产工艺流程172

4．5 聚氯乙烯泡沫材料173

4．5．1 概述173

4．5．2 聚氯乙烯泡沫材料的制备174

4．5．3 聚氯乙烯泡沫材料的改性175

4．5．4 改性聚氯乙烯泡沫材料的性能175

参考文献176

第5章 化学发泡法固体浮力材料阻水层179

5．1 喷涂聚脲弹性体阻水层179

5．1．1 原料180

5．1．2 双组分原料体系的制备工艺182

5．1．3 喷涂聚脲弹性体的性能185

5．1．4 喷涂前底材的处理189

5．2 玻璃钢阻水层190

5．2．1 玻璃钢的材料组成191

5．2．2 环氧玻璃钢192

5．2．3 环氧玻璃钢的成型工艺195

参考文献206

第6章 复合泡沫浮力材料208

6．1 复合泡沫浮力材料与化学发泡浮力材料比较208

6．2 复合泡沫浮力材料的发展概况209

6．3 复合泡沫浮力材料的分类、结构及密度214

6．4 复合泡沫浮力材料的性能217

6．5 复合泡沫浮力材料的应用219

参考文献221

第7章 复合泡沫浮力材料成型工艺222

7．1 浇注法225

7．1．1 真空浇注工艺225

7．1．2 自动压力凝胶工艺227

7．1．3 设计及原理229

7．1．4 浇注件容易出现的问题及其发生的原因分析232

7．2 真空浸渍法233

7．2．1 工艺过程234

7．2．2 浸渍设备234

7．2．3 浸渍的工艺条件235

7．3 液体传递模塑法236

7．3．1 工艺过程及工艺条件238

7．3．2 常见工艺问题及其解决方法239

7．4 模压成型法240

7．4．1 压机和模具241

7．4．2 成型工艺过程及成型原理242

7．4．3 模压成型工艺参数245

7．4．4 制品缺陷、产生原因及预防措施251

7．5 颗粒堆积法254

参考文献254

第8章 环氧树脂基固体浮力材料结构与性能的关系256

8．1 固体浮力材料性能的影响因素256

8．1．1 固化成型过程对固体浮力材料性能的影响256

8．1．2 环氧胶液的流变性及其对成型工艺和固化物性能的影响259

8．1．3 环氧固化物化学结构的形成及其对固化物性能的影响260

8．1．4 环氧固化物的分子运动与结构和性能的关系264

8．1．5 环氧固化物聚集态结构的形成及其对固化物性能的影响270

8．1．6 材料界面层的形成、界面层的结构与功能276

8．1．7 环氧固化物的收缩与内应力285

8．2 复合泡沫浮力材料力学性能模型294

8．2．1 复合泡沫浮力材料模量的计算模型294

8．2．2 复合泡沫浮力材料强度的计算模型295

参考文献297

第9章 固体浮力材料的配方与性能298

9．1 固体浮力材料的配方298

9．1．1 固体浮力材料的配方设计298

9．1．2 配方的两种表示方法299

9．1．3 固体浮力材料的配方299

9．2 固体浮力材料的性能300

9．2．1 密度300

9．2．2 力学性能301

9．2．3 静水压力测试304

9．2．4 耐交变温度性能308

9．2．5 粘接强度308

9．2．6 耐介质性能309

9．2．7 透波性能309

9．2．8 耐海水性能310

9．2．9 耐海洋环境性能311

9．2．10 介电性能311

9．2．11 声学性能312

参考文献313

第10章 固体浮力材料产品标准及测试方法314

10．1 固体浮力材料产品标准314

10．1．1 美国军标MIL-S-24154A314

10．1．2 海洋化工研究院企业标准Q／HHY221—2005318

10．2 固体浮力材料性能的测试方法320

10．2．1 密度320

10．2．2 拉伸强度321

10．2．3 压缩性能322

10．2．4 剪切性能324

10．2．5 弯曲性能326

10．2．6 冲击强度329

10．2．7 硬度330

10．2．8 吸水性331

10．2．9 耐全方位静水压强度333

10．2．10 热导率335

10．2．11 电阻率335

10．2．12 介电常数和介电损耗角正切337

参考文献341

第11章 固体浮力材料的设计计算342

11．1 失效形式342

11．2 深潜器用固体浮力材料的设计思想343

11．3 设计载荷和安全系数344

11．4 固体浮力材料的结构设计345

11．4．1 浮力材料质量和质心设计指标的确定346

11．4．2 浮力材料的结构设计与分析347

11．4．3 浮力材料的强度分析350

11．5 浮力材料的安装要求355

参考文献356

第12章 应用领域及实例介绍357

12．1 深海运载和作业装备用浮力材料358

12．1．1 载人潜器360

12．1．2 潜水钟361

12．1．3 有缆无人遥控潜水器（ROV）361

12．1．4 无缆自治潜水器（AUV）363

12．1．5 自治远程潜器364

12．1．6 有缆和无缆混合型水下机器人“北极ARV”365

12．1．7 水下滑翔机365

12．1．8 水下布缆机367

12．2 海洋石油系统用浮力材料367

12．2．1 海洋石油开采隔水管368

12．2．2 输油管线370

12．2．3 大型海上锚泊系统371

12．3 海洋调查监测系统371

12．3．1 潜标系统372

12．3．2 海床基海洋环境监测系统374

12．3．3 海底观测站374

12．4 海洋采矿系统375

12．4．1 海底集矿机375

12．4．2 扬矿子系统376

12．5 浮标系统378

12．5．1 海洋浮标378

12．5．2 综合浮标379

12．6 其他应用380

参考文献381

第13章 国内外固体浮力材料的发明专利简介383

13．1 国内发明专利383

13．2 国外发明专利387

参考文献388