机械活化法制备PVC/MgO复合板材导热性能研究

以聚氯乙烯(PVC)为基体、氧化镁(MgO)为导热添加剂,采用自制球磨机将两者进行机械活化,经热压制得PVC/MgO导热复合板材。结果表明:球磨转数、球磨时间、MgO添加量等对PVC/MgO复合材料的导热性能具有显著影响,其中当球磨转速为150 r/min、球磨时间为40 min、MgO用量为30%时,在160℃、5 MPa、15min热压条件下,所制PVC/MgO复合板材的热导率达到0.673 4 W/(m·K),约为纯PVC板材的5倍。SEM分析结果表明:机械活化可以使MgO粒子细化并包覆于PVC表面,有利于在PVC基体中形成导热网链,从而使复合板材的热导率、软化点和热分解温度均得到明显提高。     

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)。     

基于聚偏氟乙烯/石墨的换热板片材料的制备及导热性能研究

以聚偏氟乙烯（PVDF）为基体,石墨为填料,使用溶液共混法制备导热复合材料,研究了石墨填充量、混炼工艺等对复合材料导热性能的影响。结果表明,石墨填充量超过40 %（质量分数,下同）后,复合材料的热导率呈明显增大的趋势;当石墨填充量达到70 %时,PVDF/石墨复合材料的热导率达到2092 W/（m·K）,是纯PVDF热导率的110倍;270 μm：106 μm石墨含量比为1∶9时,热导率达到最大值;采用叠片式转子比腰鼓形转子可以制备出更高热导率的复合材料;转子转速和混炼时间对复合材料的热导率影响不大;设计并制备了板式换热器换热板片,实验验证了基于PVDF/石墨复合材料加工生产换热板片的可行性。     

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。     

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%。     

PE/多层石墨导热复合材料的制备与性能

PE、GPE为基材,多层石墨、石墨为填料,采用机械混炼法制备高导热塑料复合材料。SEM分析表明PE/多层石墨比GPE/多层石墨复合材料的插层效果更好。研究填料对复合材料的热导率和热稳定性的影响。结果表明:导热复合材料的热导率随填料填充量的增大而增大,多层石墨的填充量达到100%时,热导率为4.15 W.m-1.k-1。并且在相同填充量下PE/多层石墨较之GPE/多层石墨、PE/石墨、GPE/石墨的导热率更高。TGA分析表明:填充多层石墨、石墨的导热塑料复合材料热稳定性高于未填充的PE。经研究提出,形状比(径厚比)大和导热率高的导热填料更易形成导热网链;为了不影响导热填料的分散性,可先使基体材料与填料先混合均匀再增加其韧性、黏度等。     

高填充粉煤灰PVC复合发泡板材的制备及性能

以偶氮二甲酰胺(AC发泡剂)、Zn O和Na HCO3复合体系作为发泡剂,采用模压发泡的方法制备高填充粉煤灰聚氯乙烯(PVC)复合发泡板材,确定复合发泡剂的最优配比及其在复合发泡板材中的最佳用量,并对其性能进行了研究。采用发气量测定、热重/差示扫描量热(TG/DSC)分析对AC发泡剂进行了改性研究,选出分解温度满足加工条件的复合发泡剂。添加不同份数的复合发泡剂制备PVC复合发泡板材,用扫描电子显微镜(SEM)分析其断面,测试板材的冲击强度及弯曲强度。实验结果表明,当AC发泡剂、Zn O和Na HCO3的配比为2∶1∶1.5时,最大发气量为213 m L/g,分解温度区间为165~177℃,满足PVC发泡板材加工。当复合发泡剂添加量为6份时,力学性能达到最佳,弯曲强度为17.63 MPa,冲击强度为21.88 k J/m2,达到国家硬质聚氯乙烯低发泡板材的标准;粉煤灰填充量高达61.16%。     

基于机械球磨法的茂金属PE/石墨/碳纳米管导电复合材料的制备及性能研究

以茂金属PE为基体,以石墨和碳纳米管为导电填料,采用机械球磨法,制备茂金属PE/石墨/碳纳米管导电复合材料,考察球磨时间、球磨温度、球磨转速和石墨含量等对复合材料导电性的影响。结果表明,在球磨时间60 min,球磨温度50℃,球磨转速150 r/min、导电填料15%石墨、5%碳纳米管的条件下,复合材料的电阻率降到1.36Ω·cm,可作为一种电磁屏蔽材料应用于电子元器件表面。     

PUR-T／PVC热塑性弹性体的制备及工艺探究

以热塑性聚氨酯弹性体(PUR–T)、聚氯乙烯(PVC)为主要原材料,通过熔融共混挤出制备PUR–T／PVC共混热塑性弹性体。讨论了PUR–T／PVC共混比、增塑剂用量、挤出共混温度、螺杆转速对共混弹性体性能的影响,利用万能试验机、扫描电子显微镜、转矩流变仪、旋转流变仪等研究了弹性体的加工性能及结构。结果表明,当PUR–T／PVC共混比为70／30,增塑剂邻苯二甲酸二辛酯用量为20份,挤出温度为160℃,螺杆转速为330 r／min时,弹性体材料的综合性能最佳;共混弹性体的表观黏度小于纯PUR–T,PVC含量在20%～50%时,PVC易形成网络结构。     

球磨石墨/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

以石墨粉为原料、氢氧化钾(KOH)为剥离剂,采用球磨方法对石墨进行处理,随后通过熔融共混制备球磨石墨/聚丙烯复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)对球磨石墨的结构和形貌进行表征,获得了导电性能和导热性能的复合材料。     

PA66导热绝缘塑料的制备与性能

通过尼龙66(PA66)与大粒径MgO共混经双螺杆挤出机挤出制备了导热绝缘塑料。研究了热导率与MgO填充量的关系。该导热绝缘塑料的热扩散系数和热导率随MgO填充量的增加而增大。在MgO填充量达到70%时,热导率达到1.9 W/(m.K),同时仍保持较好的力学性能和一定的电绝缘性能。热失重分析表明,该导热绝缘塑料的热分解温度受MgO填充量的影响,有约10℃的变化,低填充量(40%和50%)时,因MgO具有良好的导热性能,试样中的PA66几乎完全被分解汽化。     

HDPE/POE/无机粒子复合材料的制备及性能

采用熔融共混的方法,通过无机粒子填充HDPE/POE共混体系制备复合材料。研究了Al粉、Al_2O_3粉、石墨(GP)这3种单一填料以及Al_2O_3/GP、Al/GP共2种复配填料对复合材料的导热导电和流变性能的影响。流变性能表明复合材料的动态模量随着石墨含量的增加而增加,且复合材料的损耗因子(tanδ)逐渐减小。当石墨含量(质量分数)为33%和50%时,复合材料的损耗因子小于1,复合材料内填料形成了网络结构。由于形成了导热导电通路,复合材料的热导率和电导率都得到明显提高。将含量为50%的石墨填充到HDPE/POE基体中,HDPE/POE/GP的导热率是1.8 W/(m·K),是HDPE/POE的5.3倍。     

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。     

基于机械球磨法的茂金属PE/石墨/碳纳米管导电复合材料的制备及性能研究

以茂金属PE为基体,以石墨和碳纳米管为导电填料,采用机械球磨法,制备茂金属PE/石墨/碳纳米管导电复合材料,考察球磨时间、球磨温度、球磨转速和石墨含量等对复合材料导电性的影响。结果表明,在球磨时间60 min,球磨温度50℃,球磨转速150 r/min、导电填料15%石墨、5%碳纳米管的条件下,复合材料的电阻率降到1.36Ω·cm,可作为一种电磁屏蔽材料应用于电子元器件表面。     

煤矸石的机械-热复合活化研究

采用直接煅烧(单纯热活化)和球磨后煅烧(机械-热复合活化)两种方式活化太原西山煤矿预处理的煤矸石,考察了球磨时间、煅烧温度对煤矸石硅铝溶出量的影响。结果表明,机械-热复合活化效果明显优于单纯热活化,太原煤矸石的机械-热复合活化的最佳工艺条件为球磨20 min,650℃煅烧2 h。此时硅溶出量68.46 mg/g,铝溶出量为131.69 mg/g。     

热塑性聚酰亚胺复合材料导热性能研究

采用稳态热板法测定铜粉（Cu）填充热塑性聚酰亚胺（TPI）复合材料的热导率，研究了Cu填充量对复合材料的力学性能和导热性能的影响，初步探讨了温度与复合材料热导率的关系。通过扫描电子显微镜观察了复合材料的微观形态。在此基础上，理论计算复合材料热导率。研究表明，Cu填充TPI可有效提高复合材料力学性能和导热性能。当Cu体积分数提高到26％时，填料聚集形成导热链，Cu／TPI复合材料的热导率是纯TPI树脂的3．5倍；当填料含量低于10％时，Maxwell—Eucken模型适合预测复合材料热导率；基于导热链考虑的Y．Agan模型可较好地反映复合材料热导率随填料含量的变化情况；随着温度的升高，Cu／TPI复合材料热导率先增大后趋于平缓。     

PVC/竹粉复合材料制备

在固相反应器中对竹粉进行机械活化乙酰化改性,将改性竹粉与聚氯乙烯(PVC)混合均匀,热压成型制备PVC/竹粉复合材料。考察催化剂浓硫酸用量、乙酸酐用量、机械活化时间和温度对复合材料力学性能的影响,并对改性前后的竹粉及其复合材料断面进行表征。结果表明,当乙酸酐与改性竹粉的物质的量之比为3.5︰1、机械活化温度为80℃、机械活化时间为60 min、催化剂浓硫酸用量为乙酸酐质量的0.5%时,复合材料的弯曲强度为41.29 MPa,拉伸强度为20.87 MPa;傅立叶变换红外光谱分析表明,竹粉被成功进行乙酰化改性。X射线衍射分析表明,机械活化降低了竹粉结晶度,无定形区增加,提高了反应活性;扫描电子显微镜分析表明,在机械力作用下,竹粉纤维束被打断,比表面积增加;改性竹粉复合材料的断面形貌分析表明,竹粉在PVC中分散较均匀,无团聚现象,复合材料断面上没有空隙,改性竹粉与PVC粘结性较好。     

石墨改性PA46导热复合材料的性能

对聚酰胺基导热材料进行了研究。采用石墨对聚己二酰丁二胺(PA46)进行填充改性,通过熔融共混及注射成型工艺制备导热复合材料。研究表明:随着石墨填充量的增加,复合材料的导热率显著增加,拉伸强度、冲击强度稍有降低。SEM形貌分析表明:随着石墨含量的增加,石墨在基体中更易形成导热链、导热网络等通路。当石墨的质量分数为50%时,导热率达到了3.743 W·m-1·K-1,是纯基体的13.91倍;热扩散系数为2.344 mm2/s,为纯基体的15.95倍。实验值与3种导热模型对比的结果表明:与Y Agari导热模型匹配的比较好,适用于低填充量的情况。     

EP/GNs/MWCNTs复合材料的导热性能

以多壁碳纳米管(MWCNTs)和石墨烯纳米微片(GNs)为导热填料,环氧树脂(EP)为基体采用溶剂和超声分散法,制备了EP/GNs/MWCNTs导热复合材料,并与EP/MWCNTs及EP/GNs复合材料的导热性能进行了对比。采用透射电子显微镜观察其微观结构,采用Hot Disk热导率测试仪测试其导热性能,采用差示扫描量热法和热重分析仪测试其耐热性及热稳定性。结果表明,MWCNTs和GNs共同作为EP导热填料时,相比于单组分填料(MWCNTs或GNs)更易形成导热网络;EP的热导率、玻璃化转变温度(Tg)和热分解温度均随着MWCNTs或GNs含量的增加而提高,其中,GNs更有利于提高EP的热导率和热分解温度,MWCNTs更有利于提高EP的Tg。在相同的导热填料含量下,相对于其中的任一单一填料,MWCNTs/GNs共同作用时,对热导率的提高有更显著的效果,且随着其中GNs比例的增加,热导率逐渐增大。当GNs和MWCNTs的体积分数分别为0.6%和0.4%时,EP/GNs/MWCNTs复合材料的热导率、Tg和起始分解温度分别为0.565 W/(m·K),152℃和316℃,分别比纯EP提高了132.5%,34.5%和8.2%。     

粉煤灰在PVC木塑结皮发泡建筑模板中的应用研究

介绍以偶联剂活化共混粉煤灰/碳酸钙(PFA/CaCO3)两种填料在生产PVC木塑结皮发泡建筑模板中的应用研究。探讨了共混活化料对PVC木塑结皮发泡复合材料的改性机理,研究了其不同用量的活化料配方对木塑复合材料在加工应用方面及对产品力学性能的影响。结果表明:两种活化料填充生产的PVC木塑结皮发泡板材较一种活化料改性效果显著,在物料的塑化性能、相容性、加工稳定性和产品的综合力学性能都得到了改善和提高。