碳纳米管/聚乙烯导热系数分子动力学模拟

采用平衡分子动力学模拟方法研究了碳纳米管(CNT)/聚乙烯(PE)复合材料的导热系数。结果表明,使用长度为0.738nm的单壁CNT填充,CNT/PE复合材料的导热系数可达7.2 W/(m·K),增加CNT的填充量,复合材料的导热系数值随之增大;由于官能团改性造成的CNT缺陷阻碍了CNT自身热传导过程中声子的传播,官能团改性CNT填充虽然也能很大程度地提高了复合材料的导热系数,但其效果却不及CNT,模拟结果表明,CNT可成为提高PE导热性能的优良添加剂。     

陶瓷纤维填充聚烯烃复合材料的导热性能研究

制备了硅酸铝纤维、氧化铝纤维填充聚乙烯(PE)复合材料和硅酸铝纤维、氧化铝纤维填充聚丙烯(PP)复合材料：用稳态法考察了纤维用量对复合材料导热性能的影响。结果表明：硅酸铝纤维和氧化铝纤维填充PP、PE复合材料的热导率基本随纤维用量的增加而增加，在某些用量时稍有波动，纤维质量分数为35％的试样导热效果最好。     

陶瓷纤维填充聚烯烃复合材料的导热性能研究

制备了硅酸铝纤维、氧化铝纤维填充聚乙烯(PE)复合材料和硅酸铝纤维、氧化铝纤维填充聚丙烯(PP)复合材料；用稳态法考察了纤维用量对复合材料导热性能的影响。结果表明：硅酸铝纤维和氧化铝纤维填充PP、PE复合材料的热导率基本随纤维用量的增加而增加，在某些用量时稍有波动，纤维质量分数为35％的试样导热效果最好。     

产品开发

正填充型聚乙烯基导热复合材料成研发热点填充型聚合物基导热复合材料具有质轻、耐腐蚀、成型加工简便、成本较低等优点,成为目前世界导热聚合物复合材料领域的研究主流。其中通用塑料聚乙烯,由于综合性能好、用途广、导热率较高、产量最大、价格便宜等诸多优势,成为理想的导热聚合物基体材料,是目前导热聚合物复合材料的研发热点。导热基材采用低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等,填充材料采用金属、金属氧化物、氮化物、碳系填料等。填充型聚乙烯基导热复合材料可广泛应用于航天航空、军事、化工、电子电器、机械和仪器仪表等许多领域,社会效益和经济效益重大。     

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。     

混合粒径BN填充PP/PE复合材料的结构与性能

为改善聚合物基导热复合材料的导热性能,单一粒径填料填充复合材料存在的不足,因此,本文探究了混合粒径六方氮化硼(BN)掺杂聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)复合材料的结构、热学和力学性能。通过激光导热仪、熔融指数仪、万能电子测试机和差示扫描量热仪(DSC)进行性能测试和结构表征。结果表明,混合粒径(5μm∶20μm)BN比例为3∶2时,其制备的复合材料导热系数可达0.52 W/(m·K),较单一粒径(5μm)BN填料填充复合材料提高33.4%;弯曲强度达到46.91 MPa,弯曲模量达到3 826.01 MPa,与单一粒径(5μm)BN填料填充复合材料相比,弯曲强度和弯曲模量分别提高23.34%和109.91%。将5μm粒径的BN在混合填料中的比例增加能够更有效提高复合材料的综合性能。     

载体包裹填料提高PE/PP/EPDM/BN材料导热性

以三元乙丙橡胶(EPDM)/氮化硼(BN)复合材料为母料,通过熔融共混EPDM/BN复合材料与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP),制备PE/PP/EPDM/BN复合材料。采用PE∶PP的比例为5∶5,以使复合材料形成共连续结构;通过EPDM包裹BN的方法,实现BN在PE/PP/EPDM/BN复合材料共连续结构的相界面处分布,以形成导热通路,从而提高PE/PP/EPDM/BN复合材料的导热性能。通过接触角测试和扩散系数公式计算预测了EPDM会选择性分布在PE/PP/EPDM复合材料共连续结构的相界面处。通过连续度计算结果得出,EPDM为PE和PP总质量的15%时,EPDM的连续度为85.3%。由扫描电子显微镜分析表明EPDM在PE/PP/EPDM/BN复合材料中连续贯通。由导热测试分析知,随着BN含量的增加,PE/PP/EPDM/BN复合材料的热导率逐渐增加。这项研究提高了PE/PP复合材料的热导率,此材料在电子工业中可能具有潜在应用。     

超细AlN填充聚烯烃树脂基复合材料性能研究

采用密炼的加工方式将高导热性超细氮化铝(AlN)粉末与聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)树脂混合形成复合材料,研究了复合材料的导热性能和力学性能与超细AlN粉末的填充量、偶联剂含量的关系。结果表明,AlN表面修饰后更能提高聚烯烃树脂基复合材料的导热性能,其中PP体系性能变化更显著;偶联剂含量也是影响复合材料的一个重要因素,当含量为5%时,两种复合材料的导热系数最大;复合材料的力学性能随AlN含量的增加先下降后上升,随偶联剂含量的增加先提高后降低。     

木质纤维填料对PE–HD基木塑复合材料热性能的影响

分别以木粉、竹粉、稻壳粉三种木质纤维为填料,高密度聚乙烯(PE–HD)为基体,采用模压成型法制备木塑复合材料,对复合材料的热膨胀性能和热失重特性进行了研究。结果表明,三种木质纤维填充PE–HD复合材料的线性热膨胀系数顺序为:PE–HD/木粉复合材料PE–HD/竹粉复合材料PE–HD/稻壳粉复合材料;PE–HD/木粉复合材料的线性热膨胀系数随着木粉含量的增加和木粉粒径的减小而减小,木粉质量分数为65%、粒径为150μm时,复合材料的线性热膨胀系数最小。PE–HD基木塑复合材料的热分解过程分为两个阶段,第一阶段主要为木质纤维分解阶段,第二阶段主要是PE–HD分解阶段;PE–HD/木粉复合材料起始失重温度高于竹粉和稻壳粉填充的复合材料;且PE–HD/木粉复合材料中木粉含量越高,第一阶段分解速率及失重量越大;木粉粒径越小,复合材料起始分解温度越低。     

LDPE/石墨复合材料导热系数模拟与实测值的比较

应用ANSYS的参数化有限元分析技术,建立了无机粒子填充聚合物复合材料的导热模型,模拟了石墨填充低密度聚乙烯(LDPE)复合材料的传热过程。在此基础上,模拟了LDPE/石墨复合材料的导热系数,并与文献报道的实测数据进行比较。结果表明,两者之间有较好的一致性。