固体浮力材料作为现代深潜技术的重要部分之一,在海洋工程中发挥着越来越重要的作用。随着人们对海洋探索与开发进程的不断深入,对固体浮力材料的密度,吸水性,强度等性能提出了越来越高的要求。由空心玻璃微珠填充至环氧树脂固化体系中复合而成的固体浮力材料,在以上几点性能上比较优秀,成为目前国内外研究的重点。本文通过将60%质量分数的空心玻璃微珠S38HS填充至环氧树脂E-54/DDM(二氨基二苯基甲烷)体系与E-54/MeTHPA(甲基四氢邻苯二甲酸酐)体系中,制备了密度0.61g/cm3,单轴压缩强度最高可达76.7MPa的固体浮力材料。另外,填充70%质量分数的微珠制备了密度0.57g/cm3,单轴压缩强度最高可达51.0MPa的固体浮力材料。通过调节偶联剂的用量,并模拟深海高静水压环境,研究了偶联剂对固体浮力材料性能的影响。结果表明,EM(E-54/MeTHPA)体系固体浮力材料压缩强度高于相对于ED(E-54/DDM)体系固体浮力材料,。通过Turesanyi方程建立模型排除空气泡的影响因素,研究基体与填充相之间的粘结程度,发现这是由于EM体系固体浮力材料两相间粘结程度更好,且随着偶联剂添加量的增加,两相之间的结合更紧密,材料的压缩强度增加;两体系固体浮力材料的最大压缩强度都出现在6%偶联剂添加量的情况下,压缩强度最大增幅可高达26%。偶联剂的添加量超过6%的情况下,材料的压缩强度开始下降。未添加偶联剂,材料在45MPa静水压下吸水后与烘干后强度均有5%的下降。添加偶联剂后,材料吸水后强度基本保持不变;随着偶联剂的添加,烘干后强度下降幅度先减小后增大。ED体系与EM体系环氧树脂固化物受静水压影响,吸水率都有升高。其中EM体系环氧树脂固化物的吸水率较高。通过固体浮力材料中玻璃微珠的填充量算得45MPa静水压下理想吸水率,60%微珠填充量ED体系固体浮力材料45MPa静水压下15天理想吸水率为0.25%,实际吸水率为0.89%,添加4%偶联剂的情况下吸水率降到最低为0.48%。60%微珠填充量EM体系固体浮力材料理想吸水率为0.38%,实际吸水率为0.97%,添加6%偶联剂的情况下吸水率降到最低为0.42%。根据Fick第二扩散定律计算在不同偶联剂材料的吸水系数k,ED体系与EM体系材料的最佳吸水系数k分别为0.122与0.114。说明经过偶联剂处理后的EM体系耐水性更好,这也反映了 EM体系固体浮力材料两相之间的粘结程度更好。