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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-24154A 314

10．1．2 海洋化工研究院企业标准Q／HHY221—2005 318

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