شناخت دقیق خواص فیزیکی و شیمیایی میکروسفیرها نقش اساسی در انتخاب آن‌ها برای کاربردهای خاص دارد. این خواص تعیین‌کننده رفتار آن‌ها در شرایط مختلف فشاری، حرارتی و شیمیایی هستند. در این بخش، مهم‌ترین ویژگی‌های مرتبط با میکروسفیرها بررسی می‌شود.
1) چگالی (Density)
یکی از مهم‌ترین خواص میکروسفیرها، چگالی آن‌هاست. میکروسفیرها می‌توانند از چگالی بسیار پایین (تا حدود 0.02 گرم بر سانتی‌متر مکعب) تا چگالی بالا (بیش از 2 گرم بر سانتی‌متر مکعب) متغیر باشند. این ویژگی بسته به جنس ماده و ساختار درونی (توخالی یا توپر بودن) تعیین می‌شود.
اهمیت چگالی:
2) اندازه ذرات (Particle Size)
قطر میکروسفیرها معمولاً بین ۱۰ تا ۵۰۰ میکرومتر است. اندازه یکنواخت و کنترل‌شده ذرات باعث پایداری بیشتر در ترکیبات و قابلیت پیش‌بینی‌پذیری در عملکرد می‌شود. اندازه میکروسفیرها باید با فرآیند اختلاط و استفاده سازگار باشد تا از رسوب یا تجمع ذرات جلوگیری شود.
1) ساختار سطح و تخلخل (Surface and Porosity)
سطح میکروسفیرها می‌تواند صاف، متخلخل، یا اصلاح‌شده باشد. میکروسفیرهای متخلخل قادر به جذب یا بارگذاری مواد فعال مانند داروها یا عوامل شیمیایی هستند. همچنین، اصلاح سطحی (Surface Functionalization) به‌منظور افزایش چسبندگی یا واکنش‌پذیری در بسیاری از کاربردها انجام می‌شود.
2) رفتار مکانیکی و کشسانی (Mechanical Properties)
بسته به نوع میکروسفیر، مقاومت آن‌ها در برابر فشار و نیروهای مکانیکی متفاوت است:
این ویژگی‌ها به‌ویژه در زمان مخلوط کردن مکانیکی یا تحت فشار بالا اهمیت زیادی دارند.
3) پایداری حرارتی و شیمیایی (Thermal and Chemical Stability)
میکروسفیرهای شیشه‌ای و فلزی معمولاً در دماهای بالا پایداری بالاتری دارند. اما میکروسفیرهای پلیمری نیز می‌توانند تا دماهای خاصی (مثلاً ۱۵۰-۲۰۰ درجه سانتی‌گراد) مقاوم باشند. از نظر شیمیایی، برخی میکروسفیرها در برابر اسیدها، بازها و حلال‌ها مقاوم‌اند. این ویژگی برای کاربرد در محیط‌های تهاجمی مانند چاه‌های نفت یا صنایع شیمیایی حیاتی است.
4) رفتار در برابر فشردگی و تنش (Compressibility and Shear Resistance)
یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد میکروسفیرهای پلیمری منبسط‌شونده (مانند E-Cel) این است که در حین فشرده‌سازی در فرایند مخلوط‌سازی خرد نمی‌شوند. این موضوع باعث می‌شود خواص نهایی ماده حفظ شود، برخلاف میکروسفیرهای سخت شیشه‌ای که درصد زیادی از آن‌ها در مخلوط‌کن‌ها می‌شکنند.
در مجموع، انتخاب نوع میکروسفیر به خواص مورد انتظار در محصول نهایی بستگی دارد. شناخت دقیق این ویژگی‌ها به مهندسان و طراحان صنعتی کمک می‌کند تا بهترین گزینه را بر اساس شرایط عملیاتی انتخاب کنند.