聚合物纳米石墨烯复合材料导热性能研究进展

集成电路伴随着电子、航天和航空领域的发展而快速发展,但往往伴随着散热困难的问题,影响着使用效率和仪器寿命。从质量、耐蚀性、加工工艺和成本等方面考虑,聚合物复合材料是导热材料中最具发展前景的材料。然而聚合物固有的导热率非常低,因此,提高聚合物的导热率对于其在这些领域的应用显得非常重要,这在过去的20年中已经成为一个非常重要的研究课题。主要从以下两个方面进行介绍:(1)从分子链形态、链结构和链间耦合3个方面分析总结了聚合物的微观导热机理;(2)重点介绍近年来石墨烯填充聚合物纳米复合材料导热性能的主要研究进展以及未来的研究挑战。     

甲基乙烯基硅橡胶和氧化铝的干燥温度对其复合材科导热性能的影响

以Al2O3粉体为导热填料、甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)为基体制得MVQ/Al2O3导热复合材料.研究了MVQ和Al2O3的干燥温度对MVQ/Al2O3体系导热性能的影响,并考察了体系的填料网络结构.结果表明,MVQ的干燥温度越高.其小分子挥发分越低,复合材料的导热性能越好.Al2O3的干燥温度越高,其残余水分含量越低;...     

碳纳米管/橡胶复合材料的研究进展

介绍了碳纳米管(C NTs)的预处理方式,主要有纯化处理和表面改性2种方式,概述了CNTs/橡胶复合材料的制备方法,包括机械混炼法、溶液共混法和喷雾干燥法,以及复合材料的物理机械性能、电学性能、热学性能等性能,并根据复合材料的性能缺陷提出今后的研究方向.     

超细全硫化粉末NBR/EPDM共混物的结构与性能

试验研究超细全硫化粉末NBR（UFPNBR）／EPDM共混物的硫化特性、相态结构、动态力学性能，加工性能及物理性能。UFPNBR粒子加入EPDM中明显影响了EPDM的硫化性能，UFPNBR／EPDM共混物采用过氧化物硫化体系硫化效果较好；透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察表明，UFPNBR粒子在UFPNBR／EPDM共混物中始终为分散相，但在EPDM基体中没有分散成预期的纳米尺寸；动态力学热分析结果显示，共混物存在两个玻璃化温度，呈两相结构且界面结合较弱；橡胶加工分析仪分析结果表明，UFPNBR粒子在EPDM基体中形成了填料网络结构，使共混物的流动性能变差；UFPNBR对EPDM有一定补强作用，但补强作用不如传统的纳米无机填料。     

甲基丙烯酸锌增强弹性体的相态研究Ⅰ.混炼胶料

利用扫描电子显微镜（SEM）和透视电子显微镜（TEM）研究了甲基丙烯酸锌增强多种弹性体（包括BR，SBR，EPDM，NBR，EPM，POE和HNBR）的微观相态结构。发现混炼胶在混炼工艺中所具有的粘度是决定ZDMA粒子在混炼胶中分散状态的主要因素，对于高粘度胶料，如EPDM和NBR体系，在混炼中ZDMA颗粒的尺寸显著减小，部分甚至达到了纳米级，而对于低粘度胶料，如POE体系，ZDMA的尺寸特征在混炼工艺中基本不变。由于ZDMA在橡胶中的原位聚合反应历程与其分散尺寸密切相关，所以这种ZDMA在混炼胶料中初分散状态的不同必然会对其硫化化胶料的最终相态和性能产生重大的影响。     

非充气轮胎中剪切带结构与材料的研究进展

非充气轮胎能够避免充气轮胎的爆胎风险,已成为橡胶/轮胎行业研究的热点产品。非充气轮胎由轮毂、辐条、剪切带和胎面组成,剪切带是非充气轮胎结构中的重要部件。剪切带可分为橡胶剪切带、聚氨酯剪切带和金属剪切带,剪切带结构与材料参数对非充气轮胎的性能影响极大。剪切带的结构与材料技术进步为非充气轮胎的进一步发展提供了技术支撑。     

非充气轮胎的结构设计与力学性能

阐述充气轮胎具有在粗糙路面滚动时能量损失低以及垂直刚度和接地压力较小、承载效率较高的优势以及不抗刺扎、易爆胎、运转不平稳的不足。介绍两款典型的非充气轮胎——辐条式非充气轮胎和蜂巢式非充气轮胎的结构和力学性能。与传统充气轮胎相比,非充气轮胎不仅垂向刚度和接地压力解耦,垂向刚度、侧向刚度、扭转刚度也不再是强耦合关系,这极大地拓展了轮胎的设计空间,仅通过调整剪切带及轮辐的结构和几何参数就可以有效地优化轮胎的性能,但非充气轮胎也存在很多问题,使其仍处于设计研发阶段。今后非充气轮胎的市场需求将不断扩大,其结构和力学性能将不断改进,使非充气轮胎成为轮胎领域的一大品种。     

CNT及Al2O3增强NR制备低生热高导热橡胶复合材料的工程化研究

橡胶材料的粘弹特性使其在周期性载荷下生热很大,而橡胶是热的不良导体,容易造成热积累,对于轮胎来说则容易产生热损伤。为了解决这一难题,风神轮胎股份有限公司与北京化工大学在国家973计划课题的支持下,对低生热高导热橡胶复合材料进行了工程化研究。首先通过进行小型密炼机混炼实验,与前期开炼机及对比胶相比,性能达到了制备轮胎要求,之后采用低温一次法炼胶技术进行了规模化生产,可以实现大规模连续化生产,制备的碳纳米管导热胶与企业对比胶相比导热率提高50%,并成功将导热胶加入到工程子午胎基部胶中,轮胎性能良好。     

甲基丙烯酸锌增强弹性体的相态研究 II.硫化胶料(英文)

利用扫描电子显微镜(SEM)和透视电子显微镜(TEM)研究了甲基丙烯酸锌增强多种弹性体(包括BR,SBR,EPDM,NBR,EPM,POE和HNBR)的微观相态结构。发现在各体系的硫化胶料中均存在两类基本分散结构:纳米分散结构和微米分散结构。其中纳米增强结构是在胶料过氧化物交联过程中由ZDMA原位聚合生成的;而微米结构就是残余的ZDMA颗粒。这两种结构的尺寸及相对含量因不同的复合体系而不同。对于BR和SBR体系,其微米分散结构较其他体系更多,且纳米分散结构的尺寸相对略小。而在EPDM,NBR,EPM,POE,HNBR中,微米分散结构较少,且纳米分散结构的尺寸相对较大。还研究了ZDMA颗粒的原生尺寸对硫化胶料的相态结构的影响,发现在POE体系,较大的ZDMA原生尺寸将造成其硫化胶料中微米分散结构的大量增多;而EPDM,EPM,NBR,HNBR胶料的相态则对ZDMA原生尺寸的变化不敏感。硫化胶料的微观相态的差异必将对其物理机械性能产生直接的影响。     

橡胶材料循环加载的本构行为及数值拟合

使用电子万能材料试验机对炭黑填充的橡胶材料进行单轴循环加载,对稳定后的应力-应变曲线进行数值拟合。对加载段的应力-应变曲线采用Marlow,Arruda Boyce,Van der Waals和Yeoh等超弹性本构模型进行描述,对卸载段的应力-应变曲线采用Mullins模型,即应力软化模型进行描述,对永久变形行为采用塑性变形模型进行描述,并使用反分析方法确定Mullins方程的参数。结果表明,Marlow超弹性模型对加载段的应力-应变曲线拟合效果最好,Mullins模型可较好地描述大应变时卸载段的应力-应变曲线,但无法拟合出材料的永久变形行为;将Marlow超弹性本构模型、Mullins模型以及塑性变形理论相结合,可以精确地描述橡胶材料的循环加载与卸载条件下的应力应变行为。