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。     

高导热聚丙烯复合材料导热性能的研究

研究了石墨填充改性聚丙烯复合材料的流动性能、力学性能及其导热性能。实验结果表明，用热导率高、粒径小的石墨对聚丙烯进行填充改性，可以显著提高复合材料的热导率，当石墨质量百分含量为45%时，石墨/PP复合材料的热导率达到1．29W/(m·K)，是纯聚丙烯树脂的6倍多；但流动性能和力学性能有所下降。同时发现热导率理论模型只能在低填充情况下适用。     

氮化铝填充导热复合材料导热性能的有限元分析

采用有限元方法分析了氮化铝(Al N)填料粒径、含量以及树脂种类等因素对复合材料导热性能的影响。模拟结果显示:填料体积分数小于20%时,导热系数的模拟结果和试验结果接近,在高填充时,导热系数模拟结果低于试验结果,但是变化趋势和试验结果一致;低填充量时填料粒径对导热系数影响不大,高填充时,大粒径填料可以增强复合材料导热系数;树脂本身的导热性能越高,复合材料的导热性能越好。     

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。     

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填充PA6基导热绝缘复合材料导热性能研究

以聚酰胺6（PA6）为基体, 氮化硼（BN）作为导热填料,经双螺杆挤出机熔融共混,模压成型制得导热绝缘复合材料。研究了BN含量、粒径、形状和不同BN粒径复配对复合材料导热性能的影响,并研究了BN含量和粒径对复合材料绝缘性能的影响。结果表明,在各种粒径下,复合材料热导率均随BN填充量的增加而增大;在BN粒径为5 μm、填充量为25 %（体积分数,下同）时,复合材料热导率达到1.2187 W/(m·K);在BN填充量相同时,填料粒径对复合材料热导率的影响不是简单的单调规律,呈现50、100 μm时较小,1、5、15 μm时较大,150 μm时最大的规律;片状BN填料比球状BN填料更有利于提高复合材料的热导率;2种不同粒径填料复配所填充的复合材料的热导率大于单一粒径填充的复合材料;5 μm与150 μm粒径BN复配,在填充量为20 %,配比为1:3时,复合材料的热导率最大,达到1.3753 W/(m·K),为纯PA6的4.9倍;在不同BN含量和粒径下,复合材料体积电阻率均能达到10000000000000 Ω·cm以上,满足绝缘性能。     

改性石墨对天然橡胶复合材料导热性能的影响

研究表面活性剂或不同偶联剂对石墨改性效果以及石墨用量对天然橡胶(NR)复合材料物理性能、导热性能及微观结构的影响。结果表明:偶联剂Si69对石墨的改性效果最好,石墨呈现亲油性;与未改性石墨填充NR复合材料相比,偶联剂Si69改性石墨填充NR复合材料中石墨与NR间的界面相容性得到改善,物理性能和导热性能提高;随着偶联剂Si69改性石墨用量的增大,复合材料导热性能提高,物理性能先提高后下降。当改性石墨用量为30份时,复合材料的综合性能较好。     

氮化铝/尼龙6复合材料导热性能的研究

采用熔融共混法制备了Al N/PA6导热复合材料,并深入研究了硅烷偶联剂KH-550含量、导热填料Al N粒径和含量对复合材料导热性能的影响。结果表明,偶联剂对Al N/PA6界面的键合作用以及在Al N表面形成的包覆结构导致了复合材料的热导率随偶联剂含量的增多而先增大后减小。当偶联剂的加入量为1.0wt%时,复合材料的热导率最好,达到0.451 W/(m·K)。Al N粒径大小会影响复合材料的Al N/PA6界面多少和Al N在基体中的分散均匀性,从而影响其导热性能。当Al N粒径为3μm时,热导率最高。随着Al N含量的增多,导热链会逐渐形成,从而使得复合材料的热导率逐渐增大,且增长幅度呈先缓后急的趋势。     

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%。     

HDPE／SiC复合材料导热性能研究

通过用高导热性的陶瓷材料对高分子材料进行填充，使其具有导热性。实验考察了不同的基本材料、不同粒径和用量的SiC填充材料、助剂用量、温度因数对材料导热性能和机械性能的影响。研究表明：复合材料的导热系数随SiC粒径的减小和加入量的增加而提高。同时随温度升高材料的导热性能降低。SiC的加入对材料的机械性能有一定影响。     

导热PA6复合材料导热性能的研究

将氮化硼和氧化铝等助剂混合后,经过平行双螺杆挤出机制备了导热PA6复合材料,研究了将不同粒径的氮化硼和氧化铝复配对尼龙6复合材料导热系数的影响。结果表明:采用不同粒径的氮化硼和氧化铝复配,添加60%的含量可得到导热系数为1.869的导热PA6复合材料。     

氮化铝对ABS复合材料导热性能的影响

利用熔融共混法制备了AlN/ABS复合材料。研究了AlN的添加量对复合材料导热性能及电性能的影响。结果表明,随AlN含量的增加,复合材料的热导率逐渐增加。而经表面处理过的AlN填充的复合材料的热导率明显提高。当AlN体积分数为15%时,复合材料的的热导率为0.56W/(m.K)。复合材料的热导率的计算模型可描述为:lnk=Φ1lnk1 Φ2lnk2 Φ3lnk3。AlN的加入几乎没有改变复合材料的电绝缘性能。     

碳纤维/碳纳米管混杂填充聚合物复合材料导热性能研究

为探明材料的导热性能和力学性能的协同增效机制,以碳纤维(CF)/碳纳米管(CNT)混杂填充聚酰胺6(PA6)复合材料为实验对象,研究了CNT表面处理工艺对PA6/CNT/CF结合界面形貌、力学性能及导热性能的影响。结果表明:与单一填充CF相比,CNT的加入在CF与基体界面间形成"桥架"结构,降低了界面热阻,材料的力学性能与导热性能均有所提高;CNT表面镀镍处理后与CF的相互作用进一步增强,促使其附着在CF表面,使CF与基体间的啮合作用增强,可显著提高材料的导热性能与力学性能。     

天然鳞片石墨/环氧树脂复合材料的制备及导热性能研究

以天然鳞片石墨为导热填料,E44型环氧树脂为基体,采用超声分散法制备天然鳞片石墨/环氧树脂复合导热材料.系统考察了天然鳞片石墨用量、石墨粒度和炭黑添加量等因素对复合材料导热性能的影响.结果表明:随着天然鳞片石墨用量增加,复合材料的导热系数增大,抗压强度先增加后减小;复合材料的导热系数随天然石墨粒径的增大而增大,抗压强度先减小后增加;在石墨/环氧树脂复合导热材料中添加不同用量的炭黑时,随着炭黑添加量的增加,复合材料的抗压强度增大,导热系数先增大后减小.制备天然鳞片石墨/环氧树脂复合导热材料的最佳配方为天然鳞片石墨用量45％,粒径≤270 μm,炭黑用量2％.     

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。     

碳纳米管/聚合物复合材料的导热模型进展

综述了以聚合物为基体的碳纳米管复合材料导热模型,分析了复合材料热传导体系中碳纳米管(CNTs)填料的作用机制,归纳了混合规则导热模型、均质模型、有效介质模型、非均质模型和随机分散模型等,并总结了导热模型常用的数值计算方法。这些模型丰富了导热理论,可以对复合材料导热系数进行初步预测,但在数值上都存在近似或者简化处理,对碳纳米管/聚合物复合材料预测广谱性较差。未来需要对分子尺寸和界面热阻等影响导热系数的关键因素深入探究,改善数值和表征分析方法,以期为碳纳米管/聚合物复合材料的导热性能的研究和设计提供参考,为其他复合材料导热性能的研究提供借鉴。     

高导热苯乙烯丙烯酸树脂复合材料制备及导热性能

苯乙烯丙烯酸树脂为墨粉主要组分,其导热性能提升可显著提高墨粉导热性能,进而延长打印、复印机使用寿命。通过在苯乙烯丙烯酸树脂中添加碳纳米管、石墨烯高导热单一或复合填料,在苯乙烯丙烯酸树脂构建连通导热网络以提高其导热性能。当苯乙烯丙烯酸树脂中添加0.75wt%多壁碳纳米管时,其导热系数可提高至0.1644 W/(m?K),增幅为31.31%;添加1.0wt%羧基改性多壁碳纳米管时,苯乙烯丙烯酸树脂导热系数可提高至0.1751 W/(m?K),增幅为39.86%;在苯乙烯丙烯酸树脂添加多壁羧基改性碳纳米管和石墨烯混合填料时,苯乙烯丙烯酸树脂导热系数可提升至0.2093 W/(m?K),增幅达到67.17%。表明碳纳米管和石墨烯混合填料可在苯乙烯丙烯酸树脂中形成有效的导热网络,从而显著提高苯乙烯丙烯酸树脂导热性能。     

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。