聚合物基纳米复合材料热导率计算

讨论了聚合物基高导热高绝缘纳米复合材料的导热机理与常用的导热理论模型。考虑到填充率、温度等的影响，用不同的理论模型计算了氧化铝纳米颗粒填充环氧树脂的热导率，并结合相关研究实验对不同的导热理论模型进行分析比较。通过添加高导热填料可显著提高聚合物材料的热导率，且热导率随填料填充率的增大而显著增大。热导率随在300 K到373 K的范围内，复合材料的热导率随着温度的升高而增大；而当温度超过373 K，复合材料的热导率则随着温度的升高缓慢下降。     

石墨改性聚全氟乙丙烯导热复合材料的性能

研究了新型耐腐蚀换热器的制作材料,旨在避免烟气余热回收时,因烟气温度低于其酸露点温度而产生的低温腐蚀.采用石墨填充聚全氟乙丙烯(fluorinated ethylene propylene,FEP),并添加一定量的碳纤维,制备出导热性能较好、抗冲击且耐腐蚀的石墨改性FEP导热材料.通过导热性能、力学性能及耐腐蚀性能研究,确定了适用于制作烟气余热回收系统中换热器的复合材料中石墨的填充质量分数.实验表明,石墨的质量分数越高,导热复合材料的热导率越大,但其拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度会随着石墨填充质量分数升高逐渐降低.     

高导热BNNS/ANF复合绝缘纸的结构设计及性能分析

随着电力设备逐渐向高电压、大容量、高集成化方向发展，对其绝缘材料的导热性能提出了更高的要求。本文借鉴天然珍珠母的仿生结构，以耐高温的1维芳纶纳米纤维（ANF）组成骨架网络，以高导热的2维氮化硼纳米片（BNNS）为功能基元，构筑复合绝缘纸。首先，利用柠檬酸锂充当表面活性剂，将六方氮化硼（h-BN）通过超声与水热反应相结合的方法剥离成BNNS，并对其微观形貌及分散特性进行研究；然后，采用浓碱去质子化法剥离Kevlar 纤维（AF）制得（ANF）；分别以ANF、BNNS为纳米基元，通过真空辅助抽滤技术制备出BNNS/ANF复合绝缘纸，并对其微观形貌结构、导热性能、力学性能、击穿性能进行了分析。结果表明：所剥离制备的薄层BNNS具有高长径比，BNNS与ANF之间均匀堆积形成致密的砖泥结构，这种砖泥结构有助于改善复合绝缘纸的击穿性能和力学性能；当 BNNS 填充质量分数为20%时，BNNS/ANF 复合绝缘纸的标准击穿场强达到313.04 kV/mm，抗拉强度达到216.64 MPa，分别是纯 ANF绝缘纸的166.47%和126.38%；此外，BNNS在ANF网络中定向分布形成连续导热的桥联，显著提高了复合绝缘纸的导热性能，当BNNS填充质量分数为30%时，复合绝缘纸的热导率达到5.31 W/(m·K)，是纯ANF绝缘纸的211.55%。该复合绝缘纸具有高导热性、良好的力学性能以及优异的电绝缘性，能有效解决设备绝缘散热问题，有望在电气设备中推广应用。     

碘介导金包银核壳纳米粒子的合成及SERS应用

金包银核壳纳米粒子有望在保持纳米银优良表面增强拉曼（SERS）增强性能的同时,提高银纳米粒子的抗氧化能力;但是目前制备完整纳米金壳包裹的纳米银粒子仍较困难. 以AuI₄^-代替传统使用的AuCl₄^-,利用碘与金、银原子的相互作用,避免了金与纳米银核的电化学置换反应而导致的结构缺陷,制备得到了完整均匀包裹的金包银核壳粒子（Ag@Au NPs）. 该粒子不仅具有与银类似的SERS增强效果,同时具有可以与纳米金相比拟的抗氧化性能. 将上述方法得到的金包银核壳粒子成功地应用于玫瑰红B、亮蓝等合成色素以及农药百草枯的测定.     

聚吡咯-铂纳米复合材料对氧还原的电催化性能研究

利用电化学方法制备聚吡咯（PPy）纳米线和聚吡咯-铂（PPy-Pt）纳米复合材料,Pt纳米簇均匀地分散在PPy纳米线中。在中性的磷酸盐缓冲溶液中对之进行氧还原的电化学测试,结果显示,氧在纳米Pt上的电催化还原电流明显小于在PPy-Pt复合材料上的催化还原电流,只有后者的2/3,表明PPy-Pt复合材料对氧的还原具有较高的催化性能。利用循环伏安法研究了不同扫速下氧在PPy-Pt复合材料上的电催化还原过程,呈现的是典型的扩散控制过程。这种新型的PPy-Pt纳米复合材料,可望用于制备灵敏的氧传感器。     

填充型导热环氧树脂复合材料研究进展

环氧树脂(EP)具有优良的综合性能,在电子封装等领域应用广泛,但其自身热导率较低,如何提升环氧树脂的热导率成为了近年来的研究热点。根据制备工艺,目前主要有本征型和填充型两种制备方法。文章综述了填充型导热环氧树脂复合材料研究进展,从填料类别、填料处理方法以及导热机理与路径进行介绍,最后总结了该领域研究的不足,并对其发展趋势进行了展望。     

纳米银水性抗菌木器涂料的研制

以纳米硅溶胶为载体,葡萄糖为还原剂制备出稳定的纳米银溶胶,并对银溶胶的结构和粒径进行表征.选择热-紫外光双重固化乳液作为成膜树脂,以纳米银溶胶作为纳米抗菌剂,设计出纳米银改性水性木器涂料,讨论了不同质量分数的纳米银溶胶对漆膜抗菌性能和降解甲醛效果的影响.结果表明：当纳米银溶胶的质量分数为10％时,该水性抗菌木器涂料的漆膜性能优良,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的灭菌率达到90％以上,在自然光下处理48 h后对甲醛的去除率可达70%.     

导热聚合物复合材料的研究进展

针对几种导热填料在导热聚合物复合材料研究中的应用情况,概述了近年来导热聚合物复合材料的一些研究进展,简要阐述了几个影响导热聚合物复合材料热导率的因素.多种导热填料的研究丰富了导热聚合物复合材料的性能与应用,特别是纳米导热填料的研究为获得性能优异的导热聚合物复合材料提供了新的途径,然而,目前的研究所能提供的建立有效的热传...     

水热法制备银纳米线及其生长机制的研究

采用水热方法,以AgC l为银引入源,葡萄糖作为还原剂,合成了一维银纳米棒以及银的纳米线结构,用XRD、SEM对产物进行了表征,发现所制备的银纳米线具有面心立方结构、直径约100nm、长约数十微米。文章探讨了水热法制备银纳米线的生长机制。     

脱硫石膏晶须增强SiO2气凝胶隔热材料的制备

采用不同模数水玻璃为硅源、以不同长径比的自制脱硫石膏晶须为增强材料,采用溶胶-凝胶法在常压干燥条件下制备脱硫石膏晶须增强SiO₂气凝胶隔热材料。通过微观形貌、力学性能及导热系数的测定与表征,分析了水玻璃模数及脱硫石膏晶须长径比对复合保温墙体材料的力学性能、隔热性能的影响。结果表明：采用模数为2.5～3.1的水玻璃和长径比为100～150的脱硫石膏晶须制备的复合墙体保温材料的热传导系数小于0.03 W/(m·K),抗折强度和抗压强度分别达到0.7 MPa、1.2 MPa以上。     

钒电池用EVA／CB复合电极板的性能研究

以乙烯一醋酸乙烯共聚物（EVA）为树脂基体、特导电炭黑（CB）为导电填料,采用机械共混法制备EVA／CB复合电极板,研究该电极板的导电性以及在钒电池电解液中的电化学性能．研究结果表明该电极板可作为钒电池的集流体来使用,并且导电性及耐腐蚀性较好．     

四针状氧化锌晶须对形状记忆聚氨酯的力学影响

以形状记忆聚氨酯（SMPU）为基体,四针状氧化锌（T-ZnOw）为无机填料,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为T-ZnOw的表面处理剂,制备四针状氧化锌晶须/形状记忆聚氨酯复合材料,研究表面处理对复合材料力学性能的影响。结果表明：经表面处理的T-ZnOw制备的T-ZnOw/SMPU复合材料比纯SMPU及未经处理的T-ZnOw制备的T-ZnOw/SMPU复合材料力学性能有显著的提高;当T-ZnOw经过浴比为1∶25,含量为3%（owf）的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷处理后,制备的T-ZnOw/SMPU复合材料的强度较佳,且当T-ZnOw含量为3%时,复合材料的拉伸强度是纯SMPU的4倍以上。     

纳米复合材料Ag/ZnO的制备及紫外光催化降解染料

采用溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法制备了纳米复合材料Ag/ZnO,通过X射线衍射（XRD）以及扫描电子显微镜配合X-射线能量色散谱仪（SEM-EDS）等测试手段对其结构、形貌等进行了表征。结果表明,复合材料中Ag成功地掺杂在ZnO上,且合成产物Ag/ZnO具有六方晶系纤锌矿结构。为考察上述复合材料的光催化活性,在紫外光照射下,对酸性品红、罗丹明B、孔雀石绿、亚甲基蓝等染料进行了光催化实验研究,结果表明,该复合材料具有较好的可见光催化活性。     

用于降低接触热阻的复合黏结材料的制备优化

基于提高吸附床的导热性能,研制一种可涂于吸附床与吸附剂之间降低接触热阻的耐高温耐腐蚀的高导热复合黏结材料。通过稳态试验研究导热填料、稀释剂与偶联剂等因素对复合黏结材料热导率的影响,采用正交试验方法优化复合黏结材料的配制方案。研究结果表明:复合黏结材料的导热性能随着Al₂O₃导热填料的质量分数的增加而提高,采用10 μm Al₂O₃导热填料粒子的导热性能略高于采用35 μm Al₂O₃导热填料粒子的复合黏结材料,10 μm Al₂O₃导热填料粒子用质量分数8%的偶联剂处理,复合黏结材料的热导率最高。采用适当配比的导热填料、稀释剂与偶联剂能显著提高复合黏结材料的热导率。     

银纳米线复合柔性透明电极的制备与表征

为了改善银纳米线（AgNWs）柔性透明电极的环境稳定性和机械柔韧性,首先通过溶剂超声、紫外-臭氧照射对衬底表面进行预处理;然后在柔性衬底上,通过旋涂与热处理制备出氧化石墨烯、银纳米线、氧化石墨烯三层复合柔性透明电极。研究结果表明,最优条件下制备出的复合柔性透明电极表面电阻为9.05 Ω,透光率为91%。此外,将复合柔性透明电极放置在大气环境中30 d,复合柔性透明电极表面电阻变化率小于0.4;将复合柔性透明电极在弯曲半径为0.5 cm、弯曲角度为180°条件下弯曲200次,复合柔性透明电极表面电阻变化率小于1.2。该复合柔性透明电极有效地改善了AgNWs电极的导电性、透光性与成膜性,并且具备良好的机械柔韧性与环境稳定性。     

四针状氧化锌晶须／EVA复合胶膜导热性能研究

采用溶液混合以及流延成膜工艺制备四针状氧化锌晶须（T-ZnOw）／EVA导热型复合胶膜。分析T-ZnOw含量对胶膜热导率的影响。结果表明：T-znow能够有效地提高复合胶膜的热导率;采用质量分数为1．5％的KH570对T-ZnOw进行表面处理,红外光谱显示KH570接枝T-Znow表面成功,经过处理之后复合胶膜热导率进一步提高;最后将复合胶膜进行交联处理,交联后的胶膜热导率表现出小幅上升趋势。     

高填充率Fe2O3@MWCNTs复合材料的制备

采用简单的物理吸附方法制备了高填充率氧化铁@多壁碳纳米管（Fe2O3@MWCNTs）复合材料,并经过正交实验优化获得了制备Fe2O3填充碳纳米管复合材料的最优方案。利用同步热分析仪（DSC-TG）、X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜系统（SEM）、场发射透射电子显微分析系统（TEM）等测试手段对复合材料的组分、结构、形貌和填充率进行了表征和分析。结果表明该复合材料中Fe2O3的质量分数为25.79%,TEM结果显示,视野内的大部分碳纳米管内部空腔都填充了Fe2O3,填充的空腔体积约占总空腔体积的90%。     

制备工艺对SA/ATTP复合储热材料结构和性能的影响

以硬脂酸为相变材料,以甘肃临泽工业级凹凸棒石为载体,采用热熔法和溶液浸渍法制备了2种硬脂酸/凹凸棒石复合相变储热材料,采用FTIR、XRD、DSC和SEM等手段进行了结构表征和性能测试。结构分析结果表明制备方法对材料的结构和形貌不会产生影响,2种材料具有相似的形貌和结构,SA分别以38.64%和29.13%的比例以物理作用吸附于ATTP表面。性能分析结果表明热熔法和浸渍法制备的复合储热材料其相变温度峰值分别为57.3℃和55.2℃,相变潜热分别为68.71J/g和51.79J/g,均具有较好的储热能力和化学稳定性,且储热能力和SA在ATTP表面的吸附率成正比,但热循环实验表明浸渍法制备的复合材料的热稳定性较差。结合储热性能、储热稳定性和化学稳定性的研究,证明熔融法更适合于制备建筑智能调温和建筑节能相变复合材料。     

碳纳米管与三维石墨烯协同提高导热硅脂的热性能

以二甲基硅油为基础油,碳纳米管(carbon nanotubes, CNT)/三维石墨烯(3D graphene, 3D rGO)复合碳材料为导热填料制备导热硅脂。研究表明,仅以CNT为导热填料时,管径小而管长长的CNT更有利于改善硅脂热性能。当总导热填料量为6%, CNT/3D rGO复合碳材料中CNT和3D rGO质量比为3:1时,导热硅脂的热导率提高近26%。CNT的加入对3D rGO起到了分隔和桥连的作用,短而细的CNT更有利于三维热传导网络的形成,进而可提高导热硅脂的热传导性能。