石墨填充聚丙烯导热复合材料

聚丙烯(PP)与石墨通过双螺杆共混挤出制备了导热复合材料。研究表明:复合材料的热导率随石墨含量的增加而增加;在相同石墨含量下,高碳石墨填充聚丙烯比低碳石墨填充聚丙烯的热导率提高了10.9%;采用小粒径的石墨比大粒径石墨将复合材料的热导率提高了19%;钛酸酯偶联剂可以改善石墨与聚丙烯的相容性并提高复合材料的热导率,当偶联剂含量为1份时,热导率提高了12%;同时在鳞片石墨中复合添加膨胀石墨也可以提高复合材料的热导率;导热通路形成会伴随着聚合物熔体流动性能的降低。     

聚丙烯/碳纤维/氮化硼导热绝缘复合材料的制备

研究聚丙烯(PP)/碳纤维(CF)/氮化硼(BN)复合材料的导热绝缘性能。结果表明,CF的含量达15%时,PP/CF复合材料的体积电阻率大幅度下降,出现逾渗现象;基于PP/CF(15%)填加不同含量的BN,当BN的含量达到20%。PP/CF/BN复合材料的热导率达0.939 5 W/(m·K),比纯PP提高近4倍,其体积电阻率为1.3×1014Ω·cm。     

高导热聚丙烯复合材料导热性能的研究

研究了石墨填充改性聚丙烯复合材料的流动性能、力学性能及其导热性能。实验结果表明，用热导率高、粒径小的石墨对聚丙烯进行填充改性，可以显著提高复合材料的热导率，当石墨质量百分含量为45%时，石墨/PP复合材料的热导率达到1．29W/(m·K)，是纯聚丙烯树脂的6倍多；但流动性能和力学性能有所下降。同时发现热导率理论模型只能在低填充情况下适用。     

PP/石墨/CaCO3导热复合材料制备及性能

采用熔融共混法制备聚丙烯(PP)/石墨/CaCO3导热复合材料,分别研究了CaCO3增韧母料、石墨的添加量对复合材料导热性能及力学性能的影响。结果表明:500A的CaCO3增韧母料对改善复合材料的综合性能最为有效;将石墨和500A共混复合时,可以同时提高复合材料的刚性和韧性;随着500A及石墨用量的增加,复合材料的热导率及热稳定性相应提高,熔融温度略微下降;复合材料中PP的结晶度随500A用量的增加而下降,随石墨用量的增加而增加;PP/石墨/500A(质量比45/30/25)复合材料的热导率为纯PP的3倍,缺口冲击强度与纯PP相近,拉伸强度有所下降,弯曲强度和弯曲模量增加了28%。     

高密度聚乙烯/石墨/碳纤维导热复合材料性能的研究

采用高密度聚乙烯(HDPE)、石墨、碳纤维制备高导热、高强度的复合材料。通过SEM照片考察高密度聚乙烯/石墨/碳纤维复合体系的微观结构;研究石墨及碳纤维的加入是否可以形成导热通道以及随着石墨的添加量的提高,复合材料的导热性能及其力学性能的变化。结果表明:当石墨的质量分数为60%,碳纤维的质量分数为5%时,复合材料的导热系数达到7.938 W/(m.K),是纯HDPE的20倍。     

石墨／碳纤维／聚丙烯高强导热材料的研究

采用聚丙烯、石墨、碳纤维 (CF)制备出满足实际应用要求的高导热、高强度复合材料。实验结果表明 ,石墨和碳纤维在基体中的合理分布能显著提高复合材料的导热性能和力学性能。当聚丙烯和石墨的质量比为 5 0 /5 0时 ,添加 3 .3 3 %的碳纤维 ,其热导率为 2 .1W /(m·K) ,拉伸强度达到 5 1.49MPa。     

ABS/石墨/NBR导热复合材料性能的研究

采用熔融共混法制备丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)/石墨/丁腈橡胶(NBR)导热复合材料,通过热常数分析仪、同步热分析仪、扫描电子显微镜、力学性能测试等手段研究了NBR、ABS高胶粉及石墨(G)的添加量对ABS复合材料导热性能及力学性能的影响。结果表明,ABS高胶粉和NBR均能明显提高ABS的热导率和缺口冲击强度,但是丁腈胶粉的改性效果优于高胶粉。以NBR作为ABS复合材料的增韧剂,随着石墨含量的增大,增韧效果下降,ABS复合材料的热导率提高到纯ABS的5倍,热分解温度提高40℃左右,热膨胀系数下降。当ABS/G/NBR复合材料的质量比为60/15/25时,其热导率为纯ABS的2倍,缺口冲击强度达21.8 kJ/m2,明显高于纯ABS(2.6kJ/m2)。     

聚丙烯/铝粉复合材料导热性能的研究

研究了聚丙烯 (PP) /铝粉改性复合材料的综合力学性能和导热性能。结果表明 ,用热导率高的铝粉对PP进行填充改性 ,可明显提高PP复合材料的热导率 ,当铝粉体积分数接近 3 0 %时 ,PP/铝粉复合材料的热导率达到 3 5 8W/ (m·K) ,是纯PP树脂的 14倍 ;但综合力学性能有所下降。同时发现Y Agari公式只能在低填充情况下适用。     

石墨/NR导热复合材料的研究

分别采用可膨胀石墨、粉碎后的可膨胀石墨和膨胀石墨制备石墨/NR导热复合材料,研究石墨品种和用量对复合材料性能的影响.结果表明,随着石墨用量的增大,填充可膨胀石墨、粉碎后的可膨胀石墨和膨胀石墨复合材料的物理性能均有不同程度下降,填充膨胀石墨复合材料的热导率增大,填充可膨胀石墨或粉碎后可膨胀石墨复合材料的热导率先增大后减小.当石墨用量相同时,填充膨胀石墨复合材料的热导率高于填充可膨胀石墨或粉碎后的可膨胀石墨复合材料.石墨/NR复合材料压缩疲劳温升与热导率的正相关性较好.     

膨胀石墨混杂填充聚丙烯复合材料导热性能研究

以不同粒径的膨胀石墨(EG)为填料,通过双辊混炼热压成型制备聚丙烯(PP)/EG导热复合材料,研究了EG填充量、粒径和不同粒径混杂填充对复合材料导热性能的影响。结果表明:随着EG填充量的增加,复合材料的热导率提高。当填充量超过30%时,热导率提升幅度增大,达到渗流阈值;当EG填充量为50%时,复合材料的热导率达到1.791W/(m.K);大粒径填料粒子提高复合材料热导率的能力优于小粒径粒子;大小粒径按合适比例混杂填充得到的复合材料热导率最高。     

PA6/CF/EG导电复合材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了不同碳纤维/热膨胀石墨(CF/EG)比例的尼龙6/碳纤维/热膨胀石墨(PA6/CF/EG)导电复合材料并研究其性能。结果表明,CF的加入能显著提高复合材料的力学性能;而随着EG含量的提高,复合材料的导电性能和导热性能显著提高,但力学性能在一定程度上得到降低。当CF质量分数为20%时,复合材料具有最优的力学性能,当EG质量分数为20%时,复合材料体积电导率可显著提高至0.262 S/m,热导率可达1.3379W/(m·K)。     

碳纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能

采用硝酸液相氧化法改性短切碳纤维(NCF),用以制备聚丙烯(PP)复合材料。以纤维含量和纤维种类为变量,通过万能力学试验机、熔体流动速率试验机、差示扫描量热、X射线衍射、扫描电子显微镜等研究它们对材料力学性能、流动性能、熔融温度以及结晶性能的影响。实验结果表明,纤维的含量影响纤维在基体中的分布,进而显著影响材料的性能,且含量在10%至20%区内时具有较好的增强效果;NCF与PP的界面具有更强的粘附力,这提升了复合材料的力学强度,降低了材料的断裂伸长率,降低了材料的熔融流动速率,提升了材料的结晶温度与结晶度,略微降低了材料的熔融温度;纤维含量与纤维种类均对材料的结晶晶型无明显影响。     

聚丙烯/鳞片石墨导热复合材料的制备及性能

以聚丙烯(PP)为基体,鳞片石墨(FG)为填料,通过添加偶联剂、开炼机混炼、模压成型的方法,制备了具有较高热导率和优良力学性能的PP/FG导热复合材料。考察了硅烷偶联剂的品种及用量、FG的粒径及含量对复合材料热导率和力学性能的影响。结果显示,使用偶联剂处理的FG对复合材料的力学性能具有一定的增强作用,但是材料的热导率降低;当KH 550添加量为FG含量的1%时,材料的力学性能最好;随着FG粒径的增大,材料的热导率明显提高,力学性能相应下降,粒径为17μm的FG与148μm的FG制备的复合材料相比,热导率提高了52.3%,拉伸强度和弯曲强度分别由34.4 MPa和51.5 MPa下降到25.1 MPa和43.0 MPa;随着FG含量的增加,材料的热导率增大,当17μm的FG含量为70%时,材料的热导率是纯PP的22.1倍,拉伸弹性模量和弯曲弹性模量也随之增大,断裂拉伸应变和断裂弯曲应变减小,拉伸强度和弯曲强度先减小后增大,并且在FG含量为20%时降到最低。     

PP/SEBS/MH复合材料的制备及其性能研究

采用极限氧指数（LOI）和热重分析（TGA）研究了聚丙烯（PP）/氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）/氢氧化镁（MH）复合材料的阻燃性能和热降解行为;探讨了SEBS和MH分别对PP/SEBS共混体系和PP/SEBS/MH复合材料力学性能和熔体流动速率的影响。结果表明：PP/SEBS/MH复合材料的力学性能和加工流动性能随着MH的质量分数增加而降低;复合材料高温下的热稳定性得到提高,MH分解吸热降低材料的热降解速率;MH以吸热方式在凝缩相和气相中发挥阻燃作用,复合材料阻燃性能得到提高,当MH的质量分数为60%时,LOI可达26.3%。     

超支化聚合物对聚丙烯/剑麻纤维复合材料性能影响

为改善剑麻纤维(SF)与聚丙烯(PP)之间的相容性,在PP/SF复合材料中添加超支化聚酯(H101)、超支化环氧树脂(E102),研究了两种超支化聚合物(HBP)的热稳定性及对PP/SF复合材力学性能、熔体流动性和微观形貌的影响。热重分析表明,所使用的HBP均具有较好的热稳定性;扫描电子显微镜分析发现,HBP的加入使基体与纤维结合得更加紧密;力学性能测试表明,H101可不同程度地提高复合材料的拉伸、弯曲及冲击强度;E102可提高复合材料的拉伸及冲击强度,当E102含量为10%时,与PP/SF复合材料相比,冲击强度提高了72.24%。尽管HBP含量较高时复合材料的力学性能提高,但HBP会降低复合材料的熔体流动速率,选择HBP含量时需要综合考虑。     

Effect of graphite and carbon fiber contents on the morphology and properties of thermally conductive composites based on polyamide 6

Composites of polyamide 6 (PA 6), powdered synthetic graphite and pitch‐based carbon fiber were melt processed to explore the effect of the filler contents on the anisotropic properties of the resulting composites. Optical microscopy and mechanical properties were used to determine the dispersion of graphite and carbon fiber in the PA 6 matrix. The relationship between the structure and properties showed the anisotropic filler orientation along the three principal directions. Thermal expansion in the flow direction and transverse direction decreased as filler content increased for all composites, but the decrease in the flow direction was much more significant. This anisotropic orientation also influenced the thermal conductivity of the composites resulting in an increased in‐plane thermal conductivity up to 25 times that of pure PA 6. Thermography shows good agreement with the thermal conductivity results. © 2013 Society of Chemical Industry     

Mechanical, thermal and ablative properties of interply continuous/spun hybrid carbon composites

The mechanical and thermal properties of interply hybrid carbon fiber (continuous and spun fabric)/phenolic composite materials have been studied. Hybrid carbon/phenolic composites (hybrid CP) with continuous carbon fabric of high tensile, flexural strength and spun carbon fabric of better interlaminar shear strength and lower thermal conductivity are investigated in terms of mechanical properties as well as thermal properties.Through hybridization, tensile strength and modulus of spun type carbon fabric reinforced phenolic composites (spun CP) increased by approximately 28% and 20%, respectively. Hybrid CP also exhibits better interlaminar shear strength than continuous carbon fabric/phenolic composites (continuous CP).The in-plane thermal conductivity of hybrid CP is 4-8% lower than that of continuous CP. As continuous filament type carbon fiber volume fraction increases, the transversal thermal conductivity of hybrid CP decreases.The erosion rate and insulation index were examined using torch test. Spun CP has a higher insulation index than continuous CP and hybrid CP over the entire temperature range. Hybrid CP with higher content of spun fabric exhibits higher insulation index as well as lower erosion rate.     

PP/纳米CeO2复合纤维的制备及性能研究

将用偶联剂修饰后的纳米氧化铈(CeO2)、未修饰纳米CeO2以相同的比例与PP切片共混后熔融纺丝,并测定拉伸纤维的力学性能和染色性能。结果表明:加入用偶联剂修饰纳米CeO2的PP纤维的可纺性较好,力学性能比PP纤维下降少;而加入未修饰纳米CeO2后PP复合纤维的可纺性较差,力学性能有所下降。SEM照片表明,用偶联剂修饰后的纳米CeO2在纤维表面分布均匀,颗粒尺寸明显比未修饰纳米CeO2小。用分散染料在高温高压下对PP复合纤维进行染色,加入修饰后纳米CeO2纤维和未修饰纳米CeO2的PP纤维其吸收系数与散射系数的比值(K/S)比PP纤维分别增加了30.3%,45.5%,纤维的染色性能提高。     

丁腈橡胶/膨胀石墨导电纳米复合材料的制备和性能

采用熔融插层法制备了丁腈橡胶/膨胀石墨纳米复合材料。扫描电镜(SEM)研究表明,超声处理后的膨胀石墨薄片厚度为纳米级。透射电镜(TEM)研究证实,膨胀石墨确以纳米级尺寸分散在橡胶基体中。力学性能研究表明,填加5份膨胀石墨时,纳米复合材料的拉伸强度最大,为28·4MPa,是不含膨胀石墨的复合材料的1·8倍。导电性能研究显示,填加10份膨胀石墨时,纳米复合材料的表面电导率和体积电导率分别为1·1×10-9S/cm和1·2×10-9S/cm,是不含膨胀石墨的复合材料的100倍和43倍。     

Polypropylene/carbon nanotube composites prepared with a environmentally benign processes

Polypropylene (PP)/multiwalled carbon nanotube (MWNT) composites were prepared with an environmentally benign processes. The surface functionalization of the MWNTs was performed with water as a solvent, and the functionalized MWNTs were mixed with PP to form composites with a melt process. The effects of the MWNTs on the mechanical and thermal properties of the composites were studied. The tensile strength and modulus of the composites increased with the amount of MWNTs. The thermal stability was also improved by the reinforced MWNTs. The MWNTs also improved the oxidative stability of the composite on UV irradiation. Although pure PP degraded almost completely after 12 h of irradiation, the composite reinforced with MWNTs retained some level of mechanical strength after UV irradiation. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010