Microsphères creuses de verre
Microsphères creuses de verre pour mousses syntactiques

1.1 Origine

C’est aux États-Unis, dans les années 1960, que les microsphères creuses de verre ont été produites pour la première fois de façon industrielle par un procédé inspiré de l’observation du phénomène ci-après.

Lors du contrôle de qualité de panneaux rétroréfléchissants constitués de microbilles en verre plein, il apparaissait qu’à certains endroits, la lumière incidente, au lieu d’être réfléchie, était diffusée dans toutes les directions. L’analyse de ces défauts a permis de constater que, lors de la fabrication des microbilles utilisées, des impuretés contenues dans la formulation du verre jouaient le rôle d’agent d’expansion ; il en résultait la formation de sphères creuses qui diffusaient la lumière.

1.2 Procédés de fabrication

Il existe différentes méthodes de production des microsphères creuses de verre, décrites ci-après.

• Une solution aqueuse de silicate de sodium et de borate d’ammonium est pulvérisée sous forme d’un fin brouillard dans un courant d’air chaud. Les particules creuses qui en résultent, contenant une quantité résiduelle d’eau, sont ensuite séchées en plusieurs étapes dans des tours séchoirs.

  Une étape supplémentaire consiste à traiter la surface de ces microsphères constituées d’un verre soluble dans l’eau, à l’aide d’acides gras ou d’organosilanes afin de rendre leur surface hydrophobe.

• Une solution de silicate de sodium contenant un agent d’expansion est gélifiée dans un milieu faiblement acide. Le gel obtenu, partiellement séché, est broyé pour obtenir une poudre de fines particules qui sont ensuite expansées dans une flamme.

• Une pâte d’un verre de borosilicate de sodium et de chaux est fondue dans un four à verre classique à environ 1 000 °C. Un agent d’expansion est alors ajouté à cette pâte avant refroidissement rapide. Les grains de verre obtenus sont ensuite broyés jusqu’à obtenir la répartition granulométrique voulue. La poudre de verre est ensuite projetée...