鳞片石墨/ZnO导热PBT材料的制备及性能研究

为提高聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)材料的导热性能,采用鳞片石墨/ZnO作为导热填料制备鳞片石墨/ZnO导热PBT材料。研究单一导热材料(鳞片石墨或ZnO)和复配导热填料(鳞片石墨/ZnO)对导热PBT材料的导热性能和力学性能的影响。实验结果表明:鳞片石墨/ZnO作为复配填料能显著提高PBT材料的导热性能,当鳞片石墨/ZnO用量为50份时,导热PBT材料的导热系数为1.48 W/(m·K),较纯PBT材料的0.27 W/(m·K)提高近5.5倍,而随着鳞片石墨/ZnO用量的增加,导热PBT材料的力学性能均出现先升后降的现象,当鳞片石墨/Zn O用量为20份时,导热PBT材料拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均为最大值分别为77.6 MPa、101.4 MPa和6.04 k J/m2。     

高热导率聚丙烯/石墨复合材料的制备与性能

为了提高聚丙烯(PP)的导热性能,扩大其使用范围,采用价格低廉的商用石墨对PP进行改性,利用转矩流变仪制备了PP/石墨导热复合材料。研究了粒径为2μm和20μm的石墨及其复配对复合材料热导率及力学性能的影响。结果表明,复合材料的热导率随着石墨用量的增加而显著增大,20μm石墨填充的复合材料热导率高于2μm石墨填充的复合材料;由于石墨的各向异性,层内热导率远高于层间热导率;将两种粒径的石墨复配,固定石墨总质量分数为40%,当2μm石墨与20μm石墨质量比为1︰5时,复合材料层间和层内热导率达到最大,分别为1.125 W/(m·K)和2.897 W/(m·K),比相同用量下单一2μm石墨填充PP分别提高了121%和61%,比单一20μm石墨填充PP分别提高了3.6%和20%。随石墨用量增加,单一粒径石墨填充的复合材料拉伸强度和弯曲强度呈现先减小后增大的趋势,随复配填料中20μm石墨用量增加,复配填料填充复合材料的力学性能呈下降趋势,但弯曲强度变化不大,拉伸强度也在10 MPa以上。     

EVA/中空玻璃微珠隔热复合材料的制备与性能研究

采用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)为基质,以密度分别为0.18 g/cm3和0.29 g/cm3的中空玻璃微珠(GB) XS1和XS2为填料,通过挤出共混法制备EVA/GB隔热复合材料.探讨了不同中空玻璃微珠对复合材料热导率、热稳定性和拉伸强度的影响,并考察了复合材料与玻璃的黏合强度.结果表明,复合材料的热导率随GB用量的增加而不断下降;当GB用量为20份时,填充粒径均为40 μm的中李玻璃微珠XS1和XS2的复合材料的热导率分别为0.197 0 W/(m·K)和0.219 9 W/(m·K),与未填充EVA相比,分别下降了33.4%和22.5%;以中空玻璃微珠XS2为隔热填料时,所制备的EVA/GB复合材料的热导率随粒径的增大呈不断下降的趋势.填充粒径为40μm和90μm的中空玻璃微珠XS2的复合材料与玻璃的黏合强度在所考察的GB用量范围内均大于30 N/cm,并且随GB用量的增加缓慢下降.随GB用量的增加,填允高密度玻璃微珠XS2的EVA/GB复合材料的拉伸强度先增大,随后减小;当粒径为40μm的XS2用量为5份时,所制备的EVA/GB复合材料具有最大的拉伸强度32.26 MPa,比未填充EVA提高了16.5%.     

石墨和碳纤维改性聚酰亚胺复合材料的导热性能

以石墨、碳纤维(CF)、聚酰亚胺(PI)三元复合材料为研究对象,考察了CF体积含量对PI三元复合材料导热性能的影响,并采用了拟二元体系模型探讨了石墨和CF填充PI复合材料的协同效应。结果表明,CF的加入可以提高复合材料的力学性能：拉伸强度呈现先升高后降低的趋势,当CF含量为11.8 %（体积分数,下同）时,拉伸强度可达66.37 MPa;弯曲强度随着CF体积含量的增而增加,当CF含量为24.6 %时,弯曲强度可达103.3 MPa。复合材料热导率呈非线性增长,表明石墨和CF间存在协同效应;当CF含量为34.1 %时,环境扫描电子显微镜分析表明,CF与石墨能很好地搭接,增大了传热面积,复合材料热导率可达0.512 W/(m·K),约是其计算值的2倍。     

环氧树脂/炭纤维布/铝复合材料的力学性能和导热系数研究

使用硅烷偶联剂对纳米铝粉的表面进行了改性。采用共混和热压成型方法制备了环氧树脂/炭纤维布和环氧树脂/炭纤维布/铝粉复合材料,并研究了复合材料的力学性能和导热性能。结果表明,复合材料的弯曲强度和冲击强度随着炭纤维布用量的增加而显著增大;纳米铝粉的添加进一步提高了复合材料的弯曲强度和冲击强度。当炭纤维布用量从0层增加到4层时,环氧树脂/炭纤维布复合材料的导热系数从0.55 W/(m·K)提高到1.3 W/(m·K)。当炭纤维布用量为3层和纳米铝粉质量分数为20%时,环氧树脂/炭纤维布/铝粉复合材料的导热系数为5.7 W/(m·K),比含有3层炭纤维布的环氧树脂/炭纤维布复合材料提高了3.8倍。     

聚偏氟乙烯/鳞片石墨/碳纤维高导热复合材料的制备

以聚偏氟乙烯（PVDF）树脂为基体,天然鳞片石墨（FG）、碳纤维（CF）为填料,采用熔融共混法制备了PVDF/FG/CF复合导热材料,并研究了FG、CF含量及其改性对复合材料导热性能和力学性能的影响。结果表明,复合材料的热导率随FG含量的增加而增大,力学性能随着FG含量的增加而降低;CF的加入提高了复合材料的力学性能,但热导率略有降低;对CF进行表面氧化处理将使得复合材料的热导率以及力学性能有所提高,当CF含量为5 %、FG含量为50 %时,复合材料的热导率为11.4 W/(m·K),拉伸强度为48 MPa,断裂伸长率为11 %。     

PDMS/SCF导热复合材料制备工艺对导热性能的影响

采用SCFNA法(即空间限域强制组装法),制备碳纤维质量分数为30%的PDMS/SCF复合材料,并探究了在制备PDMS/SCF导热复合材料过程中,基体与填料混合工艺以及压印过程中的温度对复合材料制品导热性能的影响。研究结果表明,在复合材料制品厚度不变的前提下,当混合转速为2 000 r/min时,随着混合时间由10 min缩短至2 min,复合材料制品的热导率由10.314 W/(m·K)提高至11.188 W/(m·K),提高了8.474%。当混合时间为3 min时,随着混合转速从2 500 r/min降低至1 500 r/min,复合材料制品的热导率由10.140 W/(m·K)提高至10.963 W/(m·K),提高了8.116%。对比不同压印温度对复合材料制品热导率的影响发现,当压印温度在120℃附近时,复合材料制品的导热性能最佳,热导率为11.188 W/(m·K)。控制混合转速、混合时间和压印温度这3个工艺条件能够有效地提高复合材料制品的导热性能。     

导热PE-LD复合材料的制备与性能研究

采用低密度聚乙烯(PE-LD)为基体材料,石墨、Al N为导热填充材料,通过双辊混炼、模压制备了导热复合材料,并对该复合材料的导热性能、力学性能、热行为进行了分析。结果表明,随着石墨或Al N含量的增加,PE-LD/石墨复合材料和PE-LD/Al N复合材料的热导率逐渐增大;PE-LD/石墨复合材料的热导率高于PE-LD/Al N复合材料的热导率。当石墨与Al N的总质量分数为50%、石墨与Al N的质量比为4∶1时,PE-LD/石墨/Al N复合材料的拉伸强度、弯曲强度均达到最大值,分别为12.8,17.15 MPa;此时PE-LD/石墨/Al N复合材料的热导率达到最大值,为0.618 W/(m·K),略低于添加质量分数50%的石墨时的PE-LD/石墨复合材料的热导率[0.634 W/(m·K)];当石墨与Al N质量比为1∶4时,PE-LD/石墨/Al N复合材料的热导率为0.488 W/(m·K),高于只添加质量分数50%Al N的PE-LD/Al N复合材料的热导率[0.410 W/(m·K)]。当石墨和Al N总质量分数为50%时,随着Al N含量的增加,PE-LD的结晶度增大。     

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。     

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)。