导热绝缘高分子复合材料的研究进展

介绍了导热绝缘高分子复合材料的导热机理及制备方法.论述了导热绝缘高分子复合材料的研究进展,包括导热绝缘填料、导热绝缘橡胶、导热绝缘塑料及导热绝缘胶粘剂的研究.最后阐述导热绝缘复合材料的应用及发展方向.     

尼龙基导热复合材料制备与性能研究

以PA6为基体树脂,不同粒径氮化硼(BN)、碳纤维(CF)复配作为基体填料,经熔融混炼模压成型制得高导热复合材料。利用热流法导热系数测试仪(DRL-II)、动态热机械分析仪(DMA)、扫描电子显微镜(SEM)、热变形温度试验机、热重分析仪(TG)对复合材料的储存模量、导热性能、微观结构、热变形温度和热稳定性能进行了表征。结果表明:碳纤维和氮化硼均匀分散在基体树脂中,不同粒径复配的氮化硼能更好的提高复合材料的导热性能。碳纤维的加入不仅增加复合材料的拉伸强度,同时起到基体内部导热网链的串联作用,基体导热性能进一步提高,制得的复合材料导热系数达到2.307W/(m·k),为纯尼龙导热系数的近十倍,复合材料的热变形温度为179.8℃。     

聚合物基绝缘导热复合材料的研究进展

阐述了物质绝缘、导热的机理。介绍了绝缘导热塑料、橡胶、胶粘剂和涂层的具体应用。从填料方面(包括单组分型及多组分型)概述了聚合物基绝缘导热复合材料的研究进展。通过对比单组分型和多组分型复合材料的优缺点并结合工业化生产成本,指出聚合物基绝缘导热复合材料将成为今后研究的重点。     

氧化锌@石墨烯/环氧导热绝缘复合材料的制备及性能研究

以氧化石墨烯(GO)为载体,醋酸锌为锌源,采用溶胶-凝胶法成功制备了氧化锌@石墨烯(ZnO@rGO)复合填料并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)对复合填料的结构及微观形貌进行表征.然后以ZnO@rGO作为导热填料,制备了系列环氧树脂(ZnO@rGO/EP)导热绝缘复合...     

PA基导热绝缘复合材料的制备及性能研究

以PA6为基体,鳞片石墨、碳化硅晶须、Al2O3颗粒三元复配填料为导热填料,经双螺杆挤出机熔融共混,模压成型制得导热绝缘复合材料。用扫描电子显微镜(SEM)、导热分析仪、超高电阻微电流测试仪和热重分析仪(TGA)对复合材料的微观形貌、导热性能、绝缘性能和热稳定性能进行了表征。结果表明,导热填料均匀分散在聚合物基体中,形成导热网络。随着三元复配填料用量的增加,复合材料热导率升高,表面电阻率和体积电阻率下降,起始分解温度逐渐上升。填料用量为50%(质量分数)时,复合材料的热导率、体积电阻率、起始分解温度分别为1.407W/(m.K)、1.03×1011Ω.cm、344℃。     

导热高分子复合材料的研究与应用

概述了导热高分子材料的应用开发背景，描述了近几年来导热塑料，胶粘剂和橡胶领域的研究开发进展。简单阐述了导热高分子材料的导热机理并对如何设计高导热高分子复合材料提出了几点建议。     

一维高导热C/C复合材料的制备研究

以三种沥青作为基体前驱体, 实验室自制的AR中间相沥青基纤维为增强体, 通过500℃热压成型, 随后经炭化和石墨化处理制备出一维炭/炭(C/C)复合材料。研究了前驱体沥青种类和热处理温度对复合材料导热性能的影响, 并采用扫描电子显微镜和偏光显微镜对其石墨化样品的形貌和微观结构进行表征。结果表明; C/C复合材料在沿纤维轴向的室温热扩散系数和导热率均随热处理温度的升高而逐渐增大; 由AR沥青作为基体前驱体所制备的C/C复合材料具有更加明显的沿纤维轴向取向的石墨层状结构以及最好的导热性能, 其3000℃石墨化样品沿纤维轴向的室温热扩散系数和导热率分别达到594.5 mm²/s和734.4 W/(m·K)。     

碳纤维复合材料导热系数研究

本文提出碳纤维复合材料X、Y、Z三方向的试样制备方法以及试验方法,并对不同树脂、铺层、纤维体积含量等对碳纤维复合材料的导热系数的影响程度作出初步的结论。     

聚合物基导热绝缘复合材料导热机理及应用研究

介绍了聚合物基导热绝缘复合材料的导热机理,分析了导热模型在某些材料制备中的成功应用以及不足之处。聚合物基导热复合材料由于具备一些优良的特点,广泛应用于各种形式材料的制备,如导热绝缘塑料、导热绝缘胶粘剂、导热绝缘橡胶、导热绝缘复合涂层等。研究成果表明,利用聚合物基导热绝缘复合材料制备的材料的性能优良,可满足一定场合的使用,其应用领域不断扩大。随着科学技术的发展及对材料性能要求的不断提高,高导热绿色环保材料成为最终发展趋势。     

高导热环氧纳米复合材料的制备与性能表征

为提高环氧树脂(EP)导热率,文中在树脂基体中复配不同维度的导热填料——"0维"纳米氮化铝(nano-AlN)和"1维"碳纳米管(MCNTs)以期构建三维导热网络。使用N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂(KH792)对纳米AlN进行表面改性,并通过酰胺法在H2SO4/HNO3酸化MCNTs表面成功接枝了二乙烯三胺(DETA),提高了无机填料与树脂基体之间的界面相容性,使导热网络的热传递效率大大提高。红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱的结果均表明KH792和DETA已分别成功地接枝到纳米AlN和MCNTs表面。扫描电镜显示填料均匀分布在树脂基体中。导热测试证明,添加不同维度填料构建三维导热网络,以及对填料表面进行的有机改性,可以有效提升复合材料的导热率,当混合填料的体积分数(φ)为50%时,复合材料的导热率可提高至2.32 W/(m·K)。     

填料型高导热复合材料的研究现状与发展趋势

填料型导热复合材料是LED等半导体在封装及使用过程中一种常见的散热材料,它利用高导热填料填充具有密度小、可加工性能好、成本低廉等优点的高分子聚合物制备而成,对降低半导体器件的结温、增强其综合特性大有裨益。简要概述了近年来填料型导热复合材料的研究现状,并对其发展趋势进行了预测,以期为LED的实际散热需要提供技术参考,进而推动LED产业的发展。     

高导热电绝缘全氟烷氧基共聚物复合材料的研究

以全氟烷氧基共聚物(PFA)为基材,氮化铝粉末(AlN)、氮化硅晶须(Si3N4)为填料,制备出高热导率、高强度、电绝缘、耐腐蚀的复合材料。从实验结果得到出,当微米级氮化铝粉末质量含量为40%、纳米氮化硅晶须质量含量为2%时,复合材料在满足实际使用的力学性能的同时具有高的导热系数,达到0.9274W/(mK),是纯的全氟烷氧基共聚物4倍。     

碳酸钙基导电复合粉体的制备与性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,对碳酸钙进行包覆改性得到CaCO_3-SiO_2,采用原位聚合法制备聚苯胺(PANI)包覆的碳酸钙基导电复合粉体(CaCO_3-SiO_2-PANI);用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)和电阻率测试等手段对样品进行分析表征,探讨CaCO_3-SiO_2复合粉体与苯胺(An)质量比对导电复合粉体形貌、结构和电导率的影响。结果表明:随着m(CaCO_3-SiO_2)∶m(An)从1∶1增加至3∶1,复合导电粉体的电导率从5.6×10~(-2) S·cm~(-1)减小至5.7×10~(-3) S·cm~(-1);质量比为3∶1时,导电复合粉体形貌变化明显,产物中生成少量硫酸钙;聚苯胺包覆不会改变碳酸钙的晶型;该导电复合粉体在温度200℃以下具有良好的耐热性和较高的电导率。     

高导热石墨膜的制备及表征

将不同厚度杜邦聚酰亚胺(PI)薄膜进行压制炭化、石墨化处理得到PI石墨膜。采用扫描电镜、X射线衍射、、拉曼光谱等测试手段分析了PI薄在高温热处理过程中的结构演变。研究结果表明,50μm厚PI膜经3 000℃高温石墨化后能形成三维有序堆积的石墨层状结构和较为完整的石墨晶体,其石墨片层间距为0.336nm,层片堆积高度达到65.94nm,石墨化度高达93%,室温面向电阻率为0.48μ!·m,实测面向热导率达到了994 W/(m·K)。随着热处理温度的提高,PI膜微晶由无定型向有序类石墨结构转变,其结晶度和层片取向程度提高,石墨晶体逐渐完善。PI膜厚度越大,其类石墨晶体生长发育越困难,层片择优取向程度越低。     

聚乙二醇基复合相变材料的制备与热性能研究

利用聚乙二醇(PEG)为相变材料、以羟丙基甲基纤维素为分子骨架,采用4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯作为交联剂,用化学接枝法成功合成了一种新型复合相变材料。采用红外光谱、差示扫描量热仪、热重仪、扫描电镜和X射线衍射仪对该复合相变材料的化学结构、相变性能、热稳定性、微观形貌和晶体结构等性能进行了表征。结果表明:该复合相变材料的相变过程表现为固-固相变的性质,其相变温度在309~323.2K范围内,相变焓值在89.8~106.8J/g之间。可见,通过化学接枝法得到的复合相变材料具有较好的相变行为,且克服了聚乙二醇在相变过程中的泄露问题。     

粉煤灰-硅藻土复合相变储能材料制备及导热强化

固废资源化利用是实现节能减排的重要途径,以月桂酸为相变工作介质,以粉煤灰-硅藻土二元载体为封装材料,碳纳米管为导热剂,采用直接熔融共混法制备出月桂酸/粉煤灰-硅藻土/碳纳米管复合相变储能材料。采用热扩散渗透测试、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、无纸记录仪等分别考察了定形复合相变储能材料的承载性能、微观结构和热物性。结果表明:粉煤灰-硅藻土二元载体可有效防止月桂酸的泄漏,当二元载体中月桂酸的质量分数为28%时可制得无泄漏复合相变储能材料,且原样粉煤灰利用率为55%;FTIR结果表明复合材料中各组分之间相容性好;DSC测得其熔化相变温度为45.79℃,相变潜热为51.06 J/g;TGA分析显示月桂酸/粉煤灰-硅藻土/碳纳米管热稳定性较好;储/放热性能曲线显示加入质量分数为5%的碳纳米管时,复合相变储能材料的熔化与凝固时间分别减少60%和62.5%,传热效率得到显著改善。     

气孔结构参数与漂珠隔热耐火材料热导率的相关性研究

以漂珠隔热耐火材料为研究对象,通过调整漂珠的添加量(25%、35%、65%和85%)来改变试样的气孔结构参数,并研究了漂珠的添加量对试样气孔结构参数的影响,分别借助于回归分析理论和灰色关联理论探讨了试样的气孔率、以及气孔孔径区间等气孔结构参数与热导率之间的相关性。结果表明,随着漂珠添加量的增加,试样的闭口气孔率显著增加,但开口气孔率变化不明显;各组试样气孔孔径分布范围为1～300#m,其中以50～100#m孔径区间的气孔为主。在一定温度范围内,试样的热导率随着总气孔率的增大而呈指数关系减小;不同孔径区间与热导率的灰色关联分析表明,<150#m范围内的气孔与热导率的关联度最大。     

高导热率低膨胀复合型硅橡胶及导热填料研究进展

主要综述了高导热率低膨胀加成型硅橡胶及导热填料的研究进展。首先介绍了常见的导热填料及其基本性能,主要包括金属类、氧化物类、氮化物类、碳化物类等;详细描述了各类填料的性能特点,并指出了填料基本性能对导热系数的影响,主要包括填料的比例、尺寸、尺寸分布、形状及填料的表面性质等。其次详细介绍了提高导热系数的基本途径,主要包括导热机理介绍;基体材料研究;研发新型高性能导热填料;进行导热填料表面改性;对硅橡胶成型工艺进行优化等;然后介绍了降低热膨胀系数的一些基本途径,主要包括无机纳米粒子改性等。最后指出了目前该研究领域存在的一些基本问题及解决思路,并对未来的发展方向进行了展望。