聚丙烯/四针状氧化锌晶须/氧化镁导热绝缘复合材料的制备与性能研究

以聚丙烯(PP)为基体,四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)和氧化镁(MgO)为导热填料,通过双螺杆挤出机制备了PP/T-ZnOw /MgO导热绝缘复合材料。在T-ZnOw用量为10 %（质量百分含量,下同）,MgO用量在0～60 %的范围内,考察了MgO用量对复合材料的热导率( )、体积电阻率(ρv)、力学性能和加工性能的影响。结果表明,随着MgO用量的增加,PP/T-ZnOw /MgO复合材料的 增大,ρv减小;材料的拉伸强度和弯曲强度以及熔体流动速率均随着MgO用量的增加而下降,而冲击强度则呈先保持稳定,然后减小的趋势。这一变化趋势在MgO用量 30 %时较为显著。当MgO用量为60 %（33 %,体积分数）时,PP/T-ZnOw /MgO复合材料的 最大,达到0.7563 W/(m·K),比未加MgO时的PP/T-ZnOw复合材料和纯PP的热导率分别提高了108.0 %和210.0 %;此时材料的ρv最小,为9.20×1015 Ω·cm,仍可满足绝缘材料的要求。     

聚丙烯/鳞片石墨导热复合材料的制备及性能

以聚丙烯(PP)为基体,鳞片石墨(FG)为填料,通过添加偶联剂、开炼机混炼、模压成型的方法,制备了具有较高热导率和优良力学性能的PP/FG导热复合材料。考察了硅烷偶联剂的品种及用量、FG的粒径及含量对复合材料热导率和力学性能的影响。结果显示,使用偶联剂处理的FG对复合材料的力学性能具有一定的增强作用,但是材料的热导率降低;当KH 550添加量为FG含量的1%时,材料的力学性能最好;随着FG粒径的增大,材料的热导率明显提高,力学性能相应下降,粒径为17μm的FG与148μm的FG制备的复合材料相比,热导率提高了52.3%,拉伸强度和弯曲强度分别由34.4 MPa和51.5 MPa下降到25.1 MPa和43.0 MPa;随着FG含量的增加,材料的热导率增大,当17μm的FG含量为70%时,材料的热导率是纯PP的22.1倍,拉伸弹性模量和弯曲弹性模量也随之增大,断裂拉伸应变和断裂弯曲应变减小,拉伸强度和弯曲强度先减小后增大,并且在FG含量为20%时降到最低。     

氧化锌晶须/聚丙烯复合材料性能的研究

制备了四针状氧化锌晶须(T—ZnOw)／聚丙烯复合材料,研究了不同偶联剂处理的T—ZnOw及其用量对复合材料力学性能的影响,并对偶联机理做了初步探讨。研究结果表明,当添加T-ZnOw质量分数为20％时,复合材料的力学性能最好;与处理前相比,处理后的T—ZnOw复合材料的拉伸强度和冲击强度有不同程度的提高;不同偶联剂处理的T—ZnOw对复合材料力学性能的影响不同。     

PP/SiC导热高分子复合材料的制备及性能研究

以聚丙烯(PP)为基体、碳化硅(Si C)为导热填料、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为增容剂,利用双螺杆挤出机制备了PP/Si C导热复合材料,分别研究了Si C、PP-g-MAH用量以及钛酸酯偶联剂的引入对复合材料导热及力学性能的影响。结果表明:PP/Si C复合材料的导热性能随着Si C或PP-g-MAH含量的增加而提升,但力学性能变化不大;PP-g-MAH及钛酸酯偶联剂的引入均可增强导热填料与基体之间的界面黏结力,二者之间具有明显的协同作用,可使复合材料的热导率以及Si C在基体中的分散效果明显提高。     

环氧树脂/氧化锌晶须/氮化硼导热绝缘复合材料的研究

以环氧树(脂EP)为基体,分别以氧化锌晶(须ZnOw)和ZnOw/氮化硼(BN)混合物为导热填料,制备了EP导热绝缘复合材料。研究了填料含量对复合材料导热性能、电绝缘性能及力学性能的影响,并利用扫描电镜对复合材料的断面形貌进行了观察。结果表明:随着导热填料含量的增大,复合材料的导热系数和介电常数增大,体积电阻率下降,而拉伸强度呈先增大后减小的趋势;在填料含量相同的情况下,EP/ZnOw/BN复合材料比EP/ZnOw复合材料具有更好的导热性能;当填料体积分数为15%时,EP/ZnOw/BN复合材料的热导率为1.06W/(mK)而,EP/ZnOw复合材料的热导率仅为0.98W/(mK)。     

PP/滑石粉导热绝缘复合材料的制备与性能研究

采用聚丙烯(PP)为基体,不同粒径滑石粉为填料,通过双螺杆挤出机挤出制备导热绝缘的PP滑石粉复合材料。在滑石粉用量为3O%的条件下,探讨了粒径分别为3.6,6,12,30,50 μm的滑石粉对PP猾石粉复合材料的热导率、体积电阻率、力学性能和结晶性能的影响。结果表明,随着滑石粉粒径的减小,复合材料的拉伸强度和弯曲强度呈先增大后减小的变化趋势,而其热导率则呈先减小后增大的变化趋势。填充粒径为12μm的滑石粉时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大值,分别为29.92MPa和52.58MPa,比纯PP分别提高了5.5%和12.8%。填充粒径为50μm的滑石粉时,复合材料的热导率最大,达到0.3237W/(m*K),比纯PP提高了32.7%。填充1:l的粒径为12μm和30μm滑石粉混合物时,PP复合材料的热导率为0.3184W/(m*K),高于相应的填充单一粒径滑石粉的PP复合材料。此外,所制备的PP滑石粉复合材料的体积电阻率均大于10^8Ω*cm     

纳米氧化锌/EPDM复合材料的性能研究

试验研究纳米氧化锌/EPDM复合材料的物理性能和导热性能,并与炭黑和白炭黑补强的EPDM胶料进行对比.结果表明,纳米氧化锌的导热性能明显优于炭黑和白炭黑等传统补强填料,其对EPDM具有较好的补强作用,纳米氧化锌/EPDM复合材料的生热较低;采用偶联剂Si69对纳米氧化锌进行原位改性可以改善纳米氧化锌粒子与EPDM间的界面作用,提高其分散性,从而显著提高复合材料的物理性能,降低生热;改性纳米氧化锌/EPDM复合材料的物理性能和导热性能良好,可用于动态工况下使用的橡胶制品.     

聚丙烯/膨胀石墨/碳纤维导热复合材料

研究了聚丙烯(PP)/膨胀石墨(EG)/碳纤维(CF)复合材料的导热、力学以及加工性能.研究发现:当膨胀石墨的质量含量达到20％时,热导率是纯聚丙烯的2倍,但熔体流动性能有所下降;添加1％的聚乙烯蜡可以明显改善体系的熔体流动性能;将膨胀石墨与5％的碳纤维杂化使用,热导率达0.91 W·m-1K-1,是纯聚丙烯的5倍,熔体指数达到1.72 g/10 min,同时该复合材料具有较好的力学性能.     

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。     

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。     

碳基聚丙烯导电复合材料的制备及性能研究

采用两步分散方法,即依次通过粉体预混和熔融共混两步法制备了碳基聚丙烯(PP)导电复合材料,利用不同的表征手段研究了碳基材料用量对PP复合材料性能的影响。结果表明:片状膨胀石墨(EG)和纤维状多壁碳纳米管(MWCNTs)在PP体系中形成了完整而稳定的导电网络,而且分散均匀,致使PP的拉伸强度和断裂伸长率明显提高,在EG/MWCNTs=0.1:0.1时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大。复合碳基材料的加入,影响了PP的结晶行为,改善了PP复合材料的耐热性能,显著提高了PP复合材料的导电性能,其逾渗阈值在EG/MWCNTs为0.1:0.1到0.5:0.5之间。     

GE/AlN/CO-PA导热复合材料的制备与性能研究

以石墨烯(GE)和氮化铝(Al N)为导热填料,以硅烷偶联剂KH-550为表面改性剂,通过溶液共混法制备导热填料/三元共聚聚酰胺(CO-PA)导热复合材料,制备了Al N/CO-PA和GE/Al N/CO-PA复合材料。XRD和SEM分析表明,GE、Al N能够改变聚酰胺的结晶晶型;DSC分析表明导热填料能够改善导热复合材料结晶性能;TGA分析表明导热填料能够提高导热复合材料的热稳定性,当Al N含量为50%,Al N/CO-PA导热复合材料的75%损失温度T_(75%)和T_(d,max)分别比纯CO-PA高28.33℃和20℃;Al N含量为50%、GE含量为2%时,GE/Al N/CO-PA导热复合材料的T_(75%)和T_(d,max)分别比纯CO-PA高30℃和20.3℃;在Al N含量为50%、GE含量为8%时,复合材料的热导率为2.345 W/(m·K),是纯CO-PA热导率的9.1倍;随着温度的升高,CO-PA和导热复合材料的热扩散率逐渐降低;力学测试表明低含量的导热填料能够提高复合材料的力学性能,在Al N含量为10%时,复合材料的拉伸强度从38 MPa增加到75.73 MPa,屈服强度从19.8 MPa提高到54.23 MPa。     

苯并噁嗪/氧化石墨烯导热复合材料的制备与性能研究

以双酚A、3氨丙基三乙氧基硅烷和多聚甲醛为原料,通过曼尼希反应合成了氨基硅氧烷功能化苯并嗪（B-TES）;将B-TES引入双酚A苯胺型苯并嗪（BA-a）与氧化石墨烯（GO）组成的复合体系中,通过傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪和旋转流变仪研究了复合体系的热固化过程;激光导热仪测试BA-a/GO/B-TES复合材料的热导率。结果表明,当GO/B-TES添加量从1 %（质量分数,下同）增大到6 %时,复合材料的热导率从0.29 W/（m·K）增大到0.56 W/（m·K）;采用有效介质模型计算GO与聚合物之间的界面热阻（Rb）,发现B-TES能够使Rb由150×10-9 m2·K/W降低至130×10-9 m2·K/W;BA-a/GO/B-TES复合材料还表现出低表面能、高热稳定性的特性。     

EG/PP导热复合材料的制备与性能

采用可膨胀石墨与聚丙烯(PP)共混复合,制备膨胀石墨(EG)/PP复合材料,X射线衍射(XRD)分析表明可膨胀石墨在熔融挤出过程中膨胀剥离,而层间距几乎不变.扫描电子显微镜(SEM)显示可膨胀石墨经过膨胀和螺杆的剪切后,其形貌发生很大变化;随着可膨胀石墨含量的增大,复合材料的力学性能呈现出不同的变化趋势,而复合材料的导热系数逐渐增大,且试验值大于Hatta导热模型理论预测值.     

导热PE-HD／SiC复合材料的制备及性能研究

将碳化硅（SiC）粒子和高密度聚乙烯（PE—HD）经粉末混合后制得导热复合材料。研究了SiC粒子分散状态及含量对复合材料热导率、热阻、力学性能及电绝缘性能的影响，探讨了SiC粒径对热导率的影响。结果表明：复合材料中SiC粒子围绕在PE—HD粒子周围，形成了特殊的网状导热通路；随SiC粒径增加，热导率降低；在填料体积分数为30％时，复合材料热导率、热阻、拉伸强度及冲击强度、体积电阻率和介电常数分别为1．05W／（m·K）、0．75K／W、15MPa、13．2kJ／m^2、4．6×10^15 ·Ω·cm和3．03。此外，使用少量的氧化铝（Al2O3）纤维替代SiC组成混杂填料增强的材料各项性能均得到改善，并且与纯PE-FID相比具有优良的热传导能力。     

聚丙烯/木粉复合材料的制备及其力学性能的研究

以聚丙烯为基体,木粉为填料,采用机械共混、二次挤出共混和注塑成型方法制备不同木粉含量的PP/木粉复合材料,并且测定了PP/木粉复合材料的力学性能。实验结果表明:随着木粉用量的增加,复合材料拉伸强度逐渐增大;木粉用量为60%时,复合材料拉伸强度达到最大值36.04 MPa;木粉用量为80%时,复合材料拉伸强度降低到34.60 MPa。木粉的含量由20%增加到80%,复合材料弹性模量由579.12 MPa增加到869.80MPa,断裂伸长率从18.92%降低到7.39%,冲击强度由9.33 kJ/m2降低到7.76 kJ/m2。这是因为PP/木粉复合材料体系中随着木粉含量的增加,木粉起到了应力集中的作用,使材料变脆,冲击强度降低。     

PP/KPEG/MWNTs导热复合材料制备及性能

将可膨胀石墨(KPEG)和多壁碳纳米管(MWNTs)混合填料填充至聚丙烯(PP)制备PP/KPEG/MWNTs导热复合材料。保持混合填料总质量分数30%不变,改变两者质量比进行试验。结果表明,随着MWNTs填充比例增加,导热复合材料的拉伸强度呈先增大后减小趋势,而缺口冲击强度总体呈下降趋势。与纯PP相比,当MWNTs与KPEG质量比为1∶5(MWNTs质量分数为5%)时,导热复合材料的热导率提高了328.4%;MWNTs可提高复合材料热稳定性,但改变其与KPEG质量比在试验范围内对热稳定性影响较弱。