导热绝缘PE-LD/PE-g-MAH/h-BN泡沫塑料的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了一系列导热绝缘的低密度聚乙烯/马来酸酐接枝聚乙烯/六方氮化硼(PE-LD/PE-g-MAH/h-BN新型泡沫塑料,研究了相容剂PE-g-MAH的加入、h-BN含量对PE-LD/PE-g-MAH/h-BN泡沫体系导热性能、绝缘性能、力学性能及热稳定性的影响。结果表明,PE-g-MAH有利于增加PE?LD与h?BN的界面黏结,增强泡沫体系拉伸强度和断裂伸长率,显著提高其热导性能;当h-BN含量为30 %时, PE-LD/PE-g-MAH/h-BN泡沫体系的导热率为0.256 W/(m·K),相对于PE-LD/h-BN泡沫体系的0.217 W/(m·K) 和纯PE-LD泡沫体系的0.039 W/(m·K),热导率分别提高1.18和6.57倍,同时保持较好的绝缘性和热稳性。     

碳化硅晶须/碳化硅颗粒/聚丙烯复合材料的结构优化设计和模型拟合

以聚丙烯(PP)为基体,以单一碳化硅晶须( SiCw)、碳化硅颗粒(SiCp)和混杂SiCw/SiCp为导热填料,共混/模压制备PP基导热复合材料.结果表明:同等用量下,混杂SiCw/SiCp填充PP具有比单一SiCw或SiCp填充PP更佳的导热性能,且随SiCw/SiCp用量的增加而增加;当SiCw/SiCp质量分数为50％时,导热性能最佳,其导热系数为0.856 W/(m· K),为纯PP的5倍多.PP的拉伸强度与冲击强度随SiCw/SiCp用量的增加先增加后降低,当混杂SiCw/SiCp质量分数为10％时,力学性能最佳.相比SiCp而言,SiCw更易在PP中形成导热网链.     

环氧树脂／碳化硅晶须导热复合材料的制备研究

用共混复合-浇注成型法制备环氧树脂／碳化硅晶须（EP／SiCw）导热复合材料,研究了导热填料种类、形状、用量和表面处理对复合材料的导热性能、力学性能和热性能的影响。结果表明,SiCw较SiCp更易改善材料的导热性能,热导率随SiCw用量的增加而增大,当SiCw体积分数为42．1％时,复合材料热导率为0．9611W／（m·K）;力学性能随SiCw用量的增加先增加后降低。表面处理有利于提高复合材料的导热性能和力学性能。SiCw的加入使环氧树脂的耐热性提高、Tg降低。     

Cu粉粒径对PEEK/Cu导热复合材料性能的影响

以铜(Cu)粉为导热填料,采用模压法制备了聚醚醚酮(PEEK)/Cu导热复合材料,并研究了铜粉粒径对PEEK/Cu导热复合材料导热性能、力学性能及结晶性能的影响。结果表明:随着Cu粉粒径的增大,PEEK/Cu导热复合材料的力学性能逐渐下降;当Cu粉粒用量为30%、粒径为10μm时导热复合材料的导热系数达到最佳值0.396 W/(m·K),相比于纯PEEK提高了67.80%;熔融焓与结晶度随着Cu粉粒径的增大而逐渐减小,因而PEEK/Cu导热复合材料的结晶性能降低。     

碳纳米管改性醚酐型聚酰亚胺复合材料的制备和表征

采用固相机械共混方法利用碳纳米管（CNT）对醚酐型聚酰亚胺（PI）模塑粉进行改性,然后通过热模压工艺制备CNT改性PI复合模压材料（PI/CNT）,考察了不同CNT含量对材料力学性能、热稳定性能及导热性能的影响。测试结果表明,随着CNT质量分数的增加,在10%～40%范围内,PI/CNT复合材料主要力学性能呈现先增加后降低的趋势,但仍明显优于纯PI材料。当CNT质量分数为30%时,复合材料主要力学性能达到最佳,弯曲性能和拉伸性能提升至201和139 MPa,相比未改性PI分别提高了29%和10%;添加40%CNT后PI/CNT-40导热系数提高至0.83 W/（m·K）,是未改性PI材料的3.32倍;氮气氛围中PI/CNT-40材料5%热失重温度（T5%）提升至569℃,玻璃化转变温度（Tg）提高到282℃,显示出优异的导热性能、热稳定性和力学性能。     

PB-1/BN导热复合材料的制备及性能研究

以聚丁烯-1(PB-1)为基体,二维片状氮化硼(BN)为导热填料,采用模压成型的方法制备了PB-1/BN导热复合材料。研究了BN用量对PB-1/BN导热复合材料导热性能、力学性能、流变性能以及结晶性能的影响。结果表明:BN的加入使复合材料的导热性能明显提高,当BN用量为50%时,复合材料的导热系数达到1.28 W/(m·K),与纯PB-1相比提高了266%;随着BN用量的增加,复合材料的力学性能明显下降;同时,其结晶温度和结晶度也有不同程度降低。     

2.5D碳/酚醛模压复合材料的性能研究

采用真空浸胶技术和模压成型工艺研制2.5D编织碳纤维/酚醛新型树脂基防热复合材料,对材料的拉伸性能、烧蚀性能和热常数等进行了测试。结果表明:2.5D碳/酚醛模压复合材料拉伸强度为424 MPa、拉伸模量为66.4 GPa,氧-乙炔线烧蚀率为0.013 mm/s,质量烧蚀率为0.049 g/s,比热容大于1.1 J/(g·K),导热系数小于0.6 W/(m·K),与传统的短纤维、碳布增强的酚醛模压材料相比,2.5D碳/酚醛模压复合材料具有较好的综合性能,可作为结构防热一体化复合材料。     

氰酸酯/环氧树脂/碳纳米管复合材料的制备与性能研究

采用熔融浇铸法制备了氰酸酯/环氧树脂/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料,通过导热系数测试、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行了分析和表征。结果表明:加入MWCNTs可以有效提高复合材料的导热性能,其中MWCNTs用量为3%的复合材料导热系数为0.35 W/(m·K),比纯树脂材料的导热系数提高了30%;MWCNTs的加入能够提高氰酸酯基复合材料的断裂韧性。     

Si3N4/SiC/环氧树脂纳米导热复合材料的制备

以硅烷偶联剂KH-560改性的微米氮化硅/纳米碳化硅晶须(Si3N4/SiCw)为导热填料,浇注制备Si3N4/SiC/环氧树脂纳米导热复合材料.研究了环氧树脂种类、Si3N4/SiCw用量、复配比及表面改性对环氧树脂导热、力学和介电性能的影响.结果表明,环氧树脂的热导率随Si3N4/SiCw用量的增加而增大,当改性Si3N4/SiCw用量为50％[m(Si3N4) /m(SiCw)]=3/1时,环氧树脂的热导率为0.98 W/(m· K);复合材料的介电常数随Si3N4/SiCw用量的增加而增大,而力学性能则先增加后降低.     

PEEK/Cu/SCF导热复合材料的制备与性能研究

以微米级Cu粉和短碳纤维(SCF)作为复配导热填料,利用模压成型方法制备了聚醚醚酮(PEEK)/Cu/SCF二元导热复合材料,采用扫描电镜分析了复合材料的表面形貌,考察了导热填料用量对复合材料导热性能、表面电阻率、热性能的影响。结果表明:微米级Cu粉和SCF作为导热填料可以起到协同作用,显著改善了PEEK的导热性能;当Cu粉用量为10%时,随着SCF用量的增加,复合材料的导热系数明显提高,熔融温度降低,结晶度减小;SCF用量为20%时,复合材料的导热系数为0.832 W/(m·K),提高了162%;表面电阻率为108Ω,复合材料具有一定的抗静电性。     

BN粒径对PB-1/BN复合材料性能的影响

以聚丁烯-1(PB-1)为基体,不同粒径的氮化硼(BN)为导热填料,采用HAKKE转矩流变仪、模压成型工艺制备PB-1/BN导热绝缘复合材料,并研究了BN粒径对PB-1/BN复合材料的导热、结晶、流变以及力学等性能的影响。结果表明:BN的加入,PB-1/BN复合材料的导热率有了明显提高。其中,当BN质量分数为30%,粒径为5 000目时,复合材料的导热系数达到0.81 W/(m·K),较纯PB-1提高了2.375倍。同时,BN的加入,使PB-1/BN复合材料的流变性能均高于纯PB-1,而复合材料的熔融温度和结晶度均呈现降低趋势,力学性能也有不同程度的降低。     

聚丙烯/高密度聚乙烯/氮化硼导热复合材料的制备及性能研究

以聚丙烯（PP）/高密度聚乙烯（HDPE）共混物为基体，六方氮化硼（h-BN）为导热填料，聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）为相容剂，通过熔融共混法制备PP/HDPE/h-BN和PP/HDPE/h-BN/PP-g-MAH导热复合材料。采用导热系数仪、场发射扫描电镜、万能试验机、热分析仪等测试导热复合材料，研究不同含量的h-BN、PP-g-MAH对复合材料导热性、力学性能、结晶性能和耐热性的影响。结果表明：随着h-BN含量的增加，PP/HDPE/h-BN复合材料的弯曲强度、热导率和耐热性提高。当h-BN含量为20%，复合材料的弯曲强度达到41.02 MPa；当h-BN含量为25%，复合材料热导率达到0.372 1 W/（m·K）。h-BN对PP的结晶具有促进作用，提升PP的结晶速率和结晶温度。PP、HDPE与h-BN质量比为64∶16∶15时，添加5%的PP-g-MAH，增强了h-BN和基体材料的界面相容性，复合材料的弯曲强度达到42.72 MPa，拉伸强度达到26.64 MPa，热导率达到0.356 1 W/（m·K）。     

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。     

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。     

高导热高绝缘FEP/AlN复合材料的研究

采用聚全氟乙丙烯(FEP)为基体,偶联处理的氮化铝(AlN)为填料,通过共混、模压等方法制备了高导热、高绝缘的FEP/AlN复合材料.结合材料导热计算模型,分析了AlN用量对材料热导率、体积电阻率、力学以及流变性能的影响.结果表明:随AlN填充量的增加,复合材料的热导率呈近线性增加,当AlN的质量分数为30%时,材料的热导率可达2.22 W/(m·K),体积电阻率可达1.5×1015 Ω·cm,并具有较好的力学性能和流变性能.     

鳞片石墨填充PA66导热复合材料的性能

利用鳞片石墨(FG)的高导热性能,采用熔融共混法将鳞片石墨填充于聚酰胺66(PA66)中,制备出FG/PA66导热复合材料,研究了石墨填充量以及粒径对复合材料导热性能和力学性能的影响。研究表明:随着FG填充量的增加,复合材料的导热率显著增加,而力学性能逐渐降低。当填充量为50%时,导热率达到了3.07 W/(m·K),是纯PA66的12.3倍。力学性能在50%填充量时为最小值,拉伸强度和冲击强度分别为59.3 MPa和3.03 kJ/m~2。在相同填充量下,复合材料的导热率随着粒径增大而增大,当鳞片石墨的填充量为40%,填料粒径为150μm时,导热率达到最大值,为2.38 W/(m·K)。力学性能随粒径变化呈现先增大后减小的趋势,当粒径为100μm时,复合材料的力学性能最佳。     

PEEK/SiC-BN导热复合材料的制备与性能

采用双螺杆挤出、模压成型的方法以聚醚醚酮(PEEK)为基体,零维粒状碳化硅(SiC)和二维片状氮化硼(BN)为导热填料制备了导热PEEK/SiC-BN复合材料,研究了SiC粒径对PEEK/SiC-BN复合材料的导热性能、结晶性能以及热稳定性的影响。结果表明,SiC和BN的加入使复合材料的导热性能和热稳定性得到显著的提高,且当SiC的粒径为5μm时,复合材料的导热系数达到最大为0.63 W/(m·K)。同时,复合材料的熔融温度、结晶温度以及结晶度随SiC和BN的加入有不同程度的降低。     

尼龙12导热导电复合材料的制备与性能研究

以导热碳材料(CC)为导热导电填料,采用熔融混合的方法制备了尼龙12导热导电复合材料。研究了CC体积分数对复合材料热导率、电阻率、热性能和力学性能的影响。结果表明,随着CC体积分数的增加,复合材料的热导率呈线性增长,热变形温度显著增加,而体积电阻率显著降低。当CC的体积分数为47.4%时,复合材料的热导率达到3.425 W/(m.K),电阻率达到0.10Ω.cm,热变形温度提高了77.1℃,同时,材料仍然保持与纯尼龙12相当的拉伸强度。     

原位反应加工制备BN/PMMA/PP导热复合材料的性能研究

采用原位反应加工法和熔融共混法制备氮化硼(BN)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/聚丙烯(PP)复合材料,利用导热测试仪、动态热机械分析仪、维卡软化点测试仪以及扫描电子显微镜(SEM)对复合材料结构和性能进行了表征。实验结果表明,原位反应加工法制备的BN/PMMA/PP材料的导热性能明显高于普通熔融共混法所制备的材料,随着BN填充量的增加,BN/PMMA/PP材料的导热系数逐渐升高,当BN质量分数为15%时,原位反应加工法制备的BN/PMMA/PP复合材料的导热系数达到0.56 W/(m·K),比普通熔融共混的热导率提高了44%。当BN含量为5%时,原位反应加工法制备的BN/PMMA/PP复合材料的维卡软化温度达到最高104.2℃,并且复合材料的储能模量显著提高。导热填料BN的选择性分散有助于提高BN/PMMA/PP材料的导热性能、耐热性能和动态力学性能。     

甲基乙烯基硅橡胶导热复合材料的研究与制备

以甲基乙烯基硅橡胶为基体树脂,不同粒径碳化硅(SiC)和碳纤维(CF)复配作为填料,经开炼后模压硫化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)、扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的导热性能、微观结构、力学性能进行了表征。结果表明：碳化硅和碳纤维能够均匀的分散在基体树脂中,不同粒径的碳化硅复配能使复合材料的导热性能进一步提高,导热系数达到1.28w/(m.k)。加入碳纤维不仅能使基体内部形成串联的导热网链,进一步提高基体树脂的导热性能,使复合材料的导热系数达到1.88w/(m.k),同时提高了复合材料的拉伸强度。