PVB/Al2O3导热绝缘复合材料的制备与性能研究

以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为基材,选用粒径分别为1～3μm、10μm和30 nm的Al2O3为导热填料,三乙二醇二-2-乙基己酸酯(3GO)为增塑剂,通过熔融共混法制备了PVB/Al2O3导热绝缘复合材料;研究了Al2O3的表面处理、添加量和粒径对复合材料的导热绝缘性能和力学性能的影响。结果表明,在所考察的三种表面处理剂γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、钛酸正丁酯(TC)和硬脂酸(SA)及其用量范围内,用质量分数为1.0%的KH-560对Al2O3粒子进行表面处理是较佳的处理方法;在三种粒径不同的Al2O3导热填料中,粒径1～3μm的Al2O3较有利于改善PVB/Al2O3复合材料的导热性能;PVB/Al2O3复合材料的热导率随Al2O3用量的增加而升高;当1～3μm的Al2O3用量为85 phr,即体积分数为18.6%时,复合材料的热导率为0.407 W/(m.K),是不含Al2O3的PVB的1.91倍;当这一Al2O3的用量为70 phr(体积分数15.9%)时,所制得的PVB/Al2O3复合材料具有较好的综合性能,其热导率为0.375 W/(m.K),体积电阻率为1.65×1012Ω.m,拉伸强度为21.4 MPa,断裂伸长率为265%。根据Agrai理论模型进行的数据分析表明,当Al2O3用量大于25 phr(体积分数6.3%)时,随着Al2O3用量的进一步增加,PVB/Al2O3复合材料中的Al2O3粒子形成了部分连续的导热链。     

氧化铝/环氧树脂/聚氨酯导热复合材料的制备及表征

采用硅烷偶联剂KH550对氧化铝表面进行改性,并以改性氧化铝为导热填料,以环氧树脂为基体树脂,自制的聚氨酯预聚体为柔性改性剂,制备了氧化铝/环氧树脂/聚氨酯导热复合材料。采用红外光谱对KH550改性氧化铝的结构进行了表征,探讨了影响复合材料热导率的主要因素,研究了改性氧化铝用量对复合材料力学性能的影响,并利用扫描电镜对复合材料的微观结构进行了观察。结果表明,KH550已通过化学键接枝在氧化铝表面。随着KH550改性氧化铝用量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐增大,而导热率和断裂伸长率呈现先上升后下降的趋势。当改性氧化铝的用量为150 phr时,复合材料的导热率达到最大值0.66 W/(m·K),拉伸强度和断裂伸长率分别为37.2 MPa和1.62%。随着m(PUA)/m(EP)的增大,复合材料的导热率相应下降,适宜的m(PUA)/m(EP)为15/85。     

环氧树脂/碳纳米管导热复合材料的制备与性能研究

采用先酸化再空气氧化的方法对碳纳米管（CNTs）进行了纯化处理,并制备了2种环氧树脂(EP)/CNTs导热复合材料。研究了不同含量的CNTs及纯化CNTs对复合材料的导热性能、冲击性能及弯曲性能的影响。结果表明,纯化处理后,CNTs表面的催化剂粒子和无定形碳被去除,得到了纯净CNTs;当纯化CNTs含量为1.5 %时(质量分数,下同),材料的冲击强度和弯曲强度最高,分别为24.95 kJ/m2、127.2 MPa;当纯化CNTs含量为1.5 %时,复合材料的热导率可达1.237 W/（m·℃）。     

纳米Al2O3与青铜粉协同填充PTFE复合材料的性能研究

考察了不同含量的纳米Al2O3对青铜粉/聚四氟乙烯(PTFE)摩擦磨损性能和物理机械性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的磨损表面,并分析和探讨了磨损机理。研究发现,纳米Al2O3和青铜粉复合填充可以大大提高PTFE复合材料的耐磨性,表现出良好的协同作用,但会降低复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。添加5%纳米Al2O3后,40%青铜粉/PTFE复合材料的磨痕宽度从12.0 mm降低为5.0 mm,体积磨损率从171.40×10-6mm3/(N.m)降低为12.11×10-6 mm3/(N.m)。     

Al2O3和BN共混合填充PP复合材料的结构与性能

Al₂O₃和BN是聚合物基导热复合材料中常用的无机填料,但单一品种填料填充并不能使复合材料达到较好的综合性能。为此,研究了Al₂O₃和BN共混合填充聚丙烯复合材料的结构及热学和力学性能。结果发现,填料总质量分数低于20%时,共混合填充制备的复合材料的导热系数低于BN填充的复合材料,但却能提高无机填料在基体中的分散性,从而优化力学性能。当BN和Al₂O₃的添加质量分数各为10%时,弯曲模量达到2.37 GPa,比纯PP提高了103%,冲击强度达到3.25 kJ/m²,比纯PP提高了24%,复合材料达到刚韧平衡,综合力学性能最佳。     

BN／Al2O3／环氧树脂导热复合材料的制备与性能

分别采用氮化硼（BN）、氧化铝（Al2O3）和复配BN／Al2O3作为导热填料制备环氧树脂导热复合材料。结果表明,环氧树脂热导率随导热填料用量的增加而增大;同等用量下,BN／Al2O3／环氧树脂复合材料的导热性能均优于BN／环氧树脂和Al2O3／环氧树脂。当BN／Al2O3质量分4~50％[m（BN）／m（Al2O3）=3／1J,复合材料热导率为08194W／mK。此外,随BN／Al2O3用量的增加,环氧树脂的介电常数和介电损耗角正切增加,而弯曲强度和冲击强度则先增加后降低。     

聚酰亚胺改性环氧树脂复合材料的研究进展

综述了聚酰亚胺(PI)改性环氧树脂(EP)的主要方法及研究进展，讨论了PI改性EP复合材料的性能及其影响因素，指出了现有研究中存在的不足，并对PI改性EP复合材料未来的研究趋势进行了展望。     

高导热聚酰亚胺/氮化硼复合材料的制备与表征

聚酰亚胺(PI)是综合性能优良的一类聚合物。本文利用钛酸酯偶联剂对六方氮化硼(h-BN)进行改性,制备了改性前后不同h-BN含量的复合薄膜,并对其性能进行研究。结果表明:随着h-BN含量的增加,复合材料热导率、热稳定性提高,吸水率下降;相同填料含量下,改性后的h-BN制备的复合薄膜性能皆优于未改性h-BN制备的复合薄膜。     

环氧树脂/玻纤/BN导热绝缘复合材料制备研究

采用高温模压成型法制备环氧树脂/玻纤/BN导热复合材料,探讨了BN用量对复合材料力学性能、导热性能和电性能的影响,结果表明.当BN用量为10%时,复合材料的冲击强度和弯曲强度较佳;导热性能随BN用量的增加而提高,当BN用量为20%耐.热导率为0.7438 W/mk,此时复合材料仍保持较好的绝缘性能.     

纳米Al2O3填充PTFE复合材料的制备及性能研究

通过机械搅拌和超声分散制备了纳米Al2O3填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。研究了Al2O3用量、表面改性等因素对复合材料密度、硬度、力学性能、摩擦磨损等性能的影响。结果表明:当改性Al2O3的质量分数小于5%时,复合材料的拉伸强度、硬度要高于相同用量未改性Al2O3填充的复合材料;对改性Al2O3,当其质量分数为1%和9%时,复合材料的磨耗量较纯PTFE分别下降了55倍和286倍,而对未改性Al2O3,当其质量分数为1%和9%时,复合材料的磨耗量较纯PTFE分别下降了7倍和420倍;复合材料的密度与Al2O3的用量,表面是否经KH560改性关系不大;复合材料的摩擦因数随Al2O3用量的增加先减小后增大,对未改性Al2O3,当其质量分数为1%时,复合材料具有最低摩擦因数,而对于改性Al2O3,当其质量分数为3%时,复合材料具有最低摩擦因数。     

Al2O3/Fe2O3吸附剂脱除硫化氢的性能

采用共沉淀法制备了氧化铝改性的氧化铁吸附剂,并采用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)技术对吸附剂进行了表征。在固定吸附床上,考察了制备条件及吸附条件对吸附剂脱除硫化氢性能的影响。结果表明,引入氧化铝能显著提高氧化铁对硫化氢的吸附净化能力。氧化铁与氧化铝质量比为1∶0.5,造孔剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)质量分数为2%,焙烧温度500℃时,采用共沉淀法的负载氧化铝吸附剂的吸附效果最好。在气速20 mL/min,吸附温度80℃时,脱硫率和穿透硫容可分别达到99.3%和105 mg/g,其穿透硫容比未经改性的活性氧化铁提高了49.8 mg/g。     

PP/石墨/Al2O3导热复合材料的制备及性能

选择粒径为15μm鳞片石墨(FG)和3μm Al2O3混杂导热填料,采用新型同向非对称双螺杆挤出机,当Al2O3质量分数为20%时,改变FG的质量分数,制备PP/FG/Al2O3导热复合材料,研究混沌混合加工对导热复合材料性能的影响。结果表明,随着FG含量的增加,导热复合材料的拉伸强度和弯曲强度均呈现先增大后减小的趋势,而断裂伸长率、冲击强度逐渐减小,弯曲弹性模量逐渐增大,加工流动性能变差。当FG质量分数为40%时,导热复合材料的拉伸强度和弯曲强度有最大值,分别为32.76,46.88 MPa;抵抗热变形能力和热稳定性能逐渐提高,热导率逐渐增大。当FG质量分数为50%时,维卡软化温度提高7.2℃,负载变形温度提高38.6℃,最大分解速率温度提高13.7℃,热导率是未填充FG的6.6倍、纯PP的7.9倍。制备的导热复合材料具有优异的力学、耐热、导热性能。     

环氧树脂/改性AIN导热绝缘复合材料的制备与性能研究

将改性后的高导热的AIN与环氧树脂(EP)进行复合制备了Ep/改性AIN导热绝缘复合材料.研究了改性AIN的含量对EP/改性AIN复合材料的导热性能、电绝缘性能、粘接性能、热稳定性能及微观结构的影响.结果表明,当AlN体积分数为30%时,EP/改性AIN复合材料的热导率达到O.75 W (m·K),约为EP的4倍;线胀系数为6.3×10-5 K-1,仅为EP的50%左右;体积电阻率为1×1013Ω·cm,具有电绝缘性能.EP/改性AIN复合材料具有优于EP的粘接能力.     

偶联剂对LLDPE/Al2O3复合材料性能的影响

分别采用经过偶联剂处理和未经过偶联剂处理的Al2O3来改性线性低密度聚乙烯(LLDPE)。采用模压成型法制备了改性LLDPE/Al2O3复合材料,测试了复合材料的力学性能和流变性能,并探讨了不同种类的偶联剂及其用量对复合材料性能的影响。结果表明:偶联剂的加入使复合材料熔体流动速率及零剪切黏度进一步提高。硅烷偶联剂KH-550对复合材料拉伸强度和断裂伸长率的改善均最佳。当偶联剂的质量分数为1.0%时,复合材料的整体性能表现最佳。     

环氧树脂/镀银纳米石墨微片导热复合材料的制备与性能

以膨胀石墨为原料,采用超声分散法和化学镀法制得镀银纳米石墨微片,然后将其填充在环氧树脂基体中制备环氧树脂/镀银纳米石墨微片复合材料。结果表明,银粒子均匀镀覆在纳米石墨微片上,银层厚度为100 nm,有利于在环氧树脂基体中形成导热通路;与环氧树脂相比,环氧树脂/镀银纳米石墨微片复合材料的力学性能和热导率能都得到提高;当镀银纳米石墨微片含量为3 %时,复合材料的热导率为1.827 W/(m·K),比纯环氧树脂热导率提高了近5倍。     

增韧导热环氧树脂/氮化硼复合材料的制备与表征

采用种子乳液聚合方法制备了聚（丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸缩水甘油酯）核壳增韧剂（PBMG）,并用湿法球磨与超声辅助相结合的方法对六方氮化硼（h-BN）进行改性,制备的改性氮化硼（MBN）可提高环氧树脂（EP）的热导率。最后采用机械共混方法制备了环氧树脂/增韧剂/改性氮化硼（EP/PBMG/MBN）复合材料。通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、动态激光光散射（DLS）、热导率和力学性能等测试对核壳增韧剂的粒子形成、改性氮化硼和复合材料进行了表征。结果发现：最终制备的聚丙烯酸酯乳胶粒子呈现明显的核壳结构,且粒度分布很窄。当聚丙烯酸酯增韧剂添加量为5%、改性氮化硼为8.99%时,环氧树脂/增韧剂/改性氮化硼复合材料的冲击强度和热导率比纯环氧树脂（EP）的分别提高了133%和171%。随着未来的基板材料要求有效的热耗散,这种复合材料有望用于微电子工业上。     

不同粒径氮化硼填充环氧树脂/玻璃纤维绝缘导热复合材料的研究

以聚砜改性环氧树脂为基体,通过高温模压制备了环氧树脂/玻璃纤维/氮化硼复合材料,研究了不同粒径及不同氮化硼导热粒子用量对复合材料导热性能、力学性能和电性能的影响。结果表明,大粒径粒子有利于复合材料力学性能的提高,小粒径有利于导热性能的提高;随着氮化硼用量的增加,复合材料的导热性能升高,力学性能呈现先增后降趋势,当氮化硼用量为10%(质量分数,下同)时,复合材料的冲击强度和弯曲强度均达到最佳,当氮化硼用量为20%时,复合材料仍保持较好的电性能。     

聚酰亚胺改性环氧树脂/酸酐体系固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了聚酰亚胺(PI)改性环氧树脂(EP)/酸酐体系的固化反应动力学及其固化工艺。通过Kissinger法、Ozawa法和Crane法计算出该体系的动力学参数。结果表明:该固化体系具有较高的活性,其固化工艺条件为"80℃/2 h→120℃/2 h",后处理工艺为150℃/2 h;采用Kissinger法和Ozawa法计算出该体系的平均表观活化能为8.24 kJ/mol;结合Crane方程计算出该体系的反应级数为0.95,近似一级反应。     

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)。     

玻璃微珠/环氧树脂复合材料制备和性能研究

利用溶液共混法将不同尺寸玻璃微珠填料组合填充到环氧树脂基体中,通过固化工艺制备玻璃微珠改性环氧树脂复合材料,研究了玻璃微珠含量对复合材料力学性能、导热和介电特性的影响规律。结果表明：随着玻璃微珠填充含量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度明显提升;相比于纯的环氧树脂,玻璃微珠的填充显著增强了环氧树脂基体的力学性能。另外复合材料的平均热导率也随着玻璃微珠填充量的增加而增加;与过去报道的SiO₂单一尺寸填充的环氧树脂的热导率相比,本文中所使用的多种尺寸玻璃微珠混合填充的方法明显提升了环氧树脂基体的导热特性。随着填充含量的增加,介电常数和介电损耗同时增加,进一步揭示其介电增强效应主要归因于低频下的界面极化机制。