基于SCFNA法制备PDMS/SCF/BN-无纺布筛网导热绝缘复合材料

随着电子信息技术的快速更新,电子器件逐渐向智能化、集成化和微型化发展。设备在运行的过程中产生大量的热,使设备的稳定性下降,同时缩短了设备的使用寿命,因此,要求电子元器件具有更佳的导热散热性能。采用空间限域强制组装方法制备了PDMS/SCF/BN-无纺布筛网导热绝缘复合材料,在添加PDMS/SCF/BN配料的基础上,加入无纺布筛网,达到绝缘效果,同时提高了导热填料的局部浓度,使网络更加紧密。当无纺布筛网目数为600目、SCF含量为15%、BN含量分别为5%、10%和15%时,复合材料的面内热导率分别8.17、8.66和8.67 W/(m·K),与相同厚度的无无纺布筛网的复合材料相比,热导率有所降低,但是加入无纺布筛网可以更好地调节导电性能,实现表面绝缘。当无纺布筛网目数为1 000目时,表面电阻率大于1×10¹¹ Ω,与未添加无纺布筛网时相比,表面电阻率提高了10个数量级,达到绝缘材料标准。     

具有有序导热网络结构的UHMWPE基复合材料的制备

为在高分子基体中构建有序导热网络结构,从而显著提高复合材料的导热性能,创造性地提出一种黏结剂共混法,制备出了具有有序导热网络结构和高导热系数的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)基导热复合材料。首先制备出具有核-壳结构的二维导热填料包覆UHMWPE颗粒的包覆颗粒,然后再通过热压成型制备出具有三维有序导热网络结构的高分子复合材料。导热填料在UHMWPE基体材料中构建了有序的导热网络结构,显著提升了复合材料的导热系数,当UHMWPE/天然石墨(NG)/石墨烯(G)复合材料含有20%NG和0.3%G时复合材料的导热系数高达1.47 W/(m·K)。这种方法具有简单,环保,易于工业化等优点。     

PDMS/SCF导热复合材料制备工艺对导热性能的影响

采用SCFNA法(即空间限域强制组装法),制备碳纤维质量分数为30%的PDMS/SCF复合材料,并探究了在制备PDMS/SCF导热复合材料过程中,基体与填料混合工艺以及压印过程中的温度对复合材料制品导热性能的影响。研究结果表明,在复合材料制品厚度不变的前提下,当混合转速为2 000 r/min时,随着混合时间由10 min缩短至2 min,复合材料制品的热导率由10.314 W/(m·K)提高至11.188 W/(m·K),提高了8.474%。当混合时间为3 min时,随着混合转速从2 500 r/min降低至1 500 r/min,复合材料制品的热导率由10.140 W/(m·K)提高至10.963 W/(m·K),提高了8.116%。对比不同压印温度对复合材料制品热导率的影响发现,当压印温度在120℃附近时,复合材料制品的导热性能最佳,热导率为11.188 W/(m·K)。控制混合转速、混合时间和压印温度这3个工艺条件能够有效地提高复合材料制品的导热性能。     

基于SCFNA法辊压制备PDMS/SCF导电复合材料

利用空间限域强制组装法(SCFNA)的辊压成型方法制备了PDMS/SCF导电复合材料,并且,与传统平板热压印方式制备的PDMS/SCF导电复合材料的微观形貌、导电性能和拉伸力学性能进行对比分析。结果表明,采用SCFNA辊压方式制备的PDMS/SCF导电复合材料可以使碳纤维在聚合物基体内形成密实的导电网络,实现了强制组装;并且,由于辊子反复辊压混料,聚合物基体中的碳纤维发生了取向,因此,在碳纤维含量相同的情况下,与平板热压印法相比,辊压方法制备的PDMS/SCF导电复合材料具有更好的电学性能和拉伸力学性能;在碳纤维质量分数为6%的情况下,复合材料的电导率最大提高了105.1%,拉伸强度提高了18.6%,断裂伸长率提高了9.16%。     

环氧树脂基导热复合材料的制备与性能研究

为探讨影响导热复合材料性能的关键,以片状六方氮化硼(H-BN)和球形氧化铝(Al₂O₃)为填料,使用三辊开炼机共混制备环氧树脂(EP)基导热绝缘复合材料,选择鳞片石墨为对比实验的填料,制备非绝缘导热复合材料。研究填料种类和质量分数对复合材料导热性能、力学性能、介电性能、电阻率和热稳定性等的影响。结果表明：填料的加入能够显著提高复合材料的导热性能,当复配填料总量为120份(以每100 g计)时,H-BN和Al₂O₃质量比为8∶2时,复合材料的导热系数达0.899 W/(m·K),是纯EP的4.2倍。除对比组外,复合材料均具有较好介电性能、电阻率和热稳定性,是良好的绝缘材料。     

热塑性聚氨酯基导热纳米复合材料的制备及性能研究进展

简要介绍了本征型和填充型聚合物复合材料的导热机理,从氧化铝、碳纳米管和石墨烯三种导热填料方面,分别概述了这三种填料填充热塑性聚氨酯(TPU)基导热纳米复合材料的制备技术、导热性能及导热机理研究进展情况,论述了每种复合材料在不同填料改性、不同制备技术以及不同填料复合填充条件下带来的导热效率变化,最后对TPU基导热纳米复合...     

基于氮化硼取向结构的高导热聚合物基复合材料研究进展

简要介绍了氮化硼的分类、结构特点以及其导热特性。重点概述了近几年基于在聚合物基体中形成氮化硼取向结构制备高导热复合材料的研究进展,分析了磁场诱导法、电场诱导法、剪切诱导法、冰晶诱导法以及热压取向等方法的特点。对氮化硼取向填充的导热聚合物基复合材料的未来发展趋势进行了分析与展望,为低填充、高导热绝缘聚合物基复合材料的开发及应用提供借鉴。     

高导热沥青基碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及导热性能研究

利用液相浸渍/排布-铺层-热压制备工艺制备了高导热沥青基碳纤维/环氧树脂复合材料。研究了沥青基碳纤维种类、碳纤维排布方向、温度变化对碳纤维/环氧复合材料导热性能的影响。结果表明,制备的山西煤化所沥青基碳纤维/环氧复合材料的导热系数达到了322 W/(m·K),远高于常规碳纤维复合材料的导热系数。另外,碳纤维复合材料纤维轴向的导热系数远远高于垂直于纤维轴向的导热系数。温度对碳纤维复合材料也有一定的影响。研究结果将为碳纤维复合材料的制备和应用提供借鉴。     

聚合物基导热绝缘复合材料的制备及逾渗模型的应用

采用乙烯一醋酸乙烯a共聚物和无机导热填料制备聚合物基导热绝缘复合材料,概述了以逾渗理论为基础的热导率计算模型,并应用所制备的导热绝缘复合材料讨论了逾渗模型的准确性。结果表明,SiC填充的复合材料具有较好的导热性能;填料体积分数达0.5时,复合材料的热导率可达1.86 W/(m0K)。研究表明,简单地运用逾渗理论在预测导热复合材料体系的热导率方面准确性不足,需要进一步考虑实际填料粒子分布与理论假设的差异以及界面相的存在等因素的影响。     

导热增强聚氨酯基柔性定形相变材料的制备及性能

以聚乙二醇（PEG10000）和氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷（APDMS）为软段，以甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）为硬段，以碳纳米管（CNTs）作为功能性材料，一锅法制备了导热增强的聚氨酯基柔性定形相变材料（PU/APDMS/CNTs）。用FTIR、XRD、DSC和TGA等对材料的结构特征和热性能进行了表征。当APDMS含量为10 wt%时，PU/APDMS/CNTs的相变焓值为88.3 J/g，该相变材料在200℃内不发生热分解，具有良好的热稳定性和定形效果，加入5 wt% CNTs的柔性定形相变材料，能够实现光热转换和热能存储，其光热转换和热能存储效率为62.8%，与未加入CNTs的相变材料相比，导热性能明显增强，其升降温速率提高了2.75倍。     

纳米Fe3O4/环氧树脂基复合材料制备及导热性研究

选用水热法制备Fe3O4纳米粒子为填料,通过直接混合分散法制备了纳米Fe3O4/环氧树脂基复合材料。测试分析了Fe3O4纳米粒子的形貌、结构和磁性能。并且复合材料的导热系数也被测定,结果表明,随着粒子填充体积增加,复合材料导热系数增大。当添加28.47%的纳米Fe3O4粒子时,复合材料导热系数达到0.409 W/（m.k）,是纯环氧树脂E-44的2.54倍。通过对Y.Agari导热模型分析计算,得到了能对该复合材料导热系数进行较好预测的方程。     

六方氮化硼/碳化硅晶须填充改性聚酰亚胺导热绝缘复合材料的制备及表征

采用固相共混方法将六方氮化硼(h-BN)和碳化硅晶须(SiCw)作为导热填料对单醚酐型聚酰亚胺(PI)模塑粉进行改性,然后通过热模压工艺制备PI导热绝缘复合模压材料,并对其性能进行表征。测试结果表明:h-BN可以有效提高模塑料导热性能、热性能和电绝缘性能,但会降低材料力学性能;SiCw可以有效提高复合材料导热性能、热性能和力学性能,但会显著降低电绝缘性能。将h-BN/SiCw复配使用,在显著提高复合材料导热性能和热性能的同时又可保持其良好的力学性能和电绝缘性能。添加30%(质量分数)h-BN/SiCw(3/1),复合材料导热系数提高至1.21 W/(m·K),是未改性PI材料的4.84倍,弯曲强度为142MPa,体积电阻率为1.27×10~(14)Ω·cm,线性热膨胀系数(CTE)显著降低为55.6μm/(m·℃)。     

纳米氮化硼/氧化石墨烯/聚氨酯基复合材料的制备及其导热和力学性能

采用一种高能量密度的介质搅拌磨在添加高分子分散剂情形下将硅烷偶联剂改性后的六方氮化硼纳米颗粒和氧化石墨烯均匀预分散在高黏度聚氨酯预聚体中,而后加入扩链剂交联,制备了纳米氮化硼/氧化石墨烯聚氨酯基复合材料。分别探究了硅烷偶联剂改性氮化硼颗粒和氧化石墨烯的改性效果、分散剂对氧化石墨烯的分散效果以及单一和混合掺入氮化硼纳米颗粒和氧化石墨烯的含量对其聚氨酯基复合材料导热和力学性能的影响。另外,通过等效介质模拟计算和分析了氮化硼纳米颗粒或氧化石墨烯与聚氨酯基体界面的Kapitza热阻率。采用激光导热仪、耐磨试验机、Shore硬度计、扫描电子显微镜、红外光谱仪及红外成像仪对样品的改性分散效果、导热及力学性能进行表征。结果表明,通过改性后的纳米无机颗粒与聚氨酯基体相容耦合性好;当改性纳米氮化硼和氧化石墨烯的掺入量分别为10%和2%(质量分数)并有效分散在聚氨酯基体中时,其聚氨酯基复合材料的热导率为(0.671±0.033) W/(m·k),相对于未掺入纳米颗粒的聚氨酯材料(0.233 W·m^–1·K^–1),提高了188%。这主要归因于在有效分散的条件下掺入...