填料形状对聚酰胺6基复合材料导热性能的影响

首先分别以膨胀石墨(EG)、氮化硼(BN)、氧化铝(Al_2O_3)、氧化锌晶须(T-ZnO_W)为填料,采用熔融共混法制备了聚酰胺6(PA6)基导热复合材料,研究了填料形状对复合材料导热性能的影响;在此基础上,再以EG为主填料,分别与BN、Al_2O_3、T-ZnO_W复配填充改性PA6,考察了复配填料形状、含量对复合材料导热性能的影响。结果表明,片状EG较其他填料对PA6树脂的热导率具有更好的提升效果;复配填料中小粒径填料Al_2O_3有助于打开并进入EG的片层结构,形成更加完善的导热网络,发生协同效应;当复配填料总含量固定为20%(体积分数,下同),BN或Al_2O_3或T-ZnO_W含量分别为7.5%、5%、2.5%时,复合材料的热导率分别达到最大值:3.05、3.10、2.84 W/(m·K)。     

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。     

高分子复合材料导热性能研究

以Al2O3、MgO和BN三种无机填料作为尼龙6(PA6)的导热填料,研究填料的种类、填充量、粒径大小和粒径配比等对复合材料热导率的影响。结果表明:PA6基复合材料的热导率随导热填料填充量的增加而增大,随导热系数大的填料填充量的增加增大较快;导热系数大的填料的粒径对复合材料的导热系数的影响比较明显;导热系数大的填料,不同粒径的复配可以显著提高复合材料的导热系。     

偶联剂处理BN对PA6基绝缘导热复合材料性能的影响

以绝缘导热填料氮化硼(BN)填充聚酰胺6(PA6)作为研究对象,选择双氨基硅烷偶联剂DAMO-T作为改性剂,分别用溶液法和物理分散法处理后的BN粒子填充PA6。通过对BN粒子进行红外光谱(FTIR)及复合材料扫描电镜(SEM)表征,测试了复合材料导热性能。结果表明,偶联剂DAMO-T与BN表面的悬挂键发生化学反应;显著缩小BN与PA6基体间的间隙并使两相间树脂带增多;未反应偶联剂在基体中会小幅降低导热系数;偶联剂DAMO-T与BN质量比为1∶5,BN填充量达到50%时,复合材料的导热系数可达1.812 W/(m·K)。     

高导热高介电BT/SiC/PA6复合材料的制备及性能研究

以聚酰胺(PA6)为基体,氮化硅(SiC)为导热填料,钛酸钡(BT)为介电填料,通过热压法制备出系列复合材料;研究了不同粒径填料的搭配对材料导热与介电性能的影响。结果表明:在填充量较低时,使用混合粒径导热填料能产生一定的级配效应,从而提高复合材料的导热性能。总填充量为26%时,以4∶1的比例,用粒径为0.5~0.7μm和3μm的SiC共同填充PA6,制备获得了最高导热系数为0.9198W/(m·K)的复合材料,而不同粒径、不同功能的混合功能填料还能产生协同效应,进一步提升材料的导热性能并使材料同时获得较好的介电性能,当SiC填充量为20%,BT填充量为20%时,复合材料的导热系数达到1.1110W/(m·K),介电常数到达16(100Hz),损耗保持在0.075(100Hz)左右。     

BN填充PA6高导热复合材料的性能研究

采用氮化硼(BN)作为导热填料,通过熔融共混法制备聚酰胺6/氮化硼(PA6/BN)导热复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM),万能试验机等方法研究了经过硅烷偶联剂(KH550)处理的BN对PA6/BN复合材料的导热性和力学性能的影响。实验结果表明:在填充相同含量(10%)的BN情况下,随着硅烷偶联剂添加量的增加,断面越来越粗糙,BN表面被树脂包裹,形成导热通路,且导热系数不断提高形成更长的导热通路,减少热阻,从而提高热导率;当偶联剂含量超过3%时,复合材料的导热系数基本稳定不再增加,导热系数趋于稳定。进一步研究BN的添加量对PA6/BN导热复合材料的力学性能和导热系数的影响,随着BN含量的增加,复合材料的缺口冲击强度逐渐下降;随着BN含量的增加,PA6/BN复合材料的弯曲强度先增加后降低,而弯曲模量不断增加,随着BN添加量达到30%时,导热系数达到0.628 7 W/(m·K),是未添加BN的2.67倍。     

膨胀石墨混杂填充聚丙烯复合材料导热性能研究

以不同粒径的膨胀石墨(EG)为填料,通过双辊混炼热压成型制备聚丙烯(PP)/EG导热复合材料,研究了EG填充量、粒径和不同粒径混杂填充对复合材料导热性能的影响。结果表明:随着EG填充量的增加,复合材料的热导率提高。当填充量超过30%时,热导率提升幅度增大,达到渗流阈值;当EG填充量为50%时,复合材料的热导率达到1.791W/(m.K);大粒径填料粒子提高复合材料热导率的能力优于小粒径粒子;大小粒径按合适比例混杂填充得到的复合材料热导率最高。     

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。     

高热导率聚丙烯/石墨复合材料的制备与性能

为了提高聚丙烯(PP)的导热性能,扩大其使用范围,采用价格低廉的商用石墨对PP进行改性,利用转矩流变仪制备了PP/石墨导热复合材料。研究了粒径为2μm和20μm的石墨及其复配对复合材料热导率及力学性能的影响。结果表明,复合材料的热导率随着石墨用量的增加而显著增大,20μm石墨填充的复合材料热导率高于2μm石墨填充的复合材料;由于石墨的各向异性,层内热导率远高于层间热导率;将两种粒径的石墨复配,固定石墨总质量分数为40%,当2μm石墨与20μm石墨质量比为1︰5时,复合材料层间和层内热导率达到最大,分别为1.125 W/(m·K)和2.897 W/(m·K),比相同用量下单一2μm石墨填充PP分别提高了121%和61%,比单一20μm石墨填充PP分别提高了3.6%和20%。随石墨用量增加,单一粒径石墨填充的复合材料拉伸强度和弯曲强度呈现先减小后增大的趋势,随复配填料中20μm石墨用量增加,复配填料填充复合材料的力学性能呈下降趋势,但弯曲强度变化不大,拉伸强度也在10 MPa以上。     

Mg(OH)_2填充PA6基导热复合材料性能研究

以聚酰胺6(PA6)为基体,氢氧化镁作为导热填料,经双螺杆挤出机熔融共混,得到导热复合材料。研究了不同粒径氢氧化镁复配对复合材料的微观形貌、导热性能、机械性能以及加工性能等的影响。结果表明,当采用大小粒径氢氧化镁复配时,小粒径的粉体可以填补了大粒径粉体之间的缝隙,从而有利于导热通路的形成,使复合材料的导热性能得到提升,当采用37%的小粒径与19%的大粒径氢氧化镁复配时,得到复合材料的热导率为1.61 W/(m·K),为单一使用大粒径氢氧化镁填充复合材料热导率的124%,为纯PA6热导率的575%。另外,当小粒径氢氧化镁含量从0%提升至56%时,复合材料的拉伸强度由26 MPa提高至54 MPa,提升107%倍,但是韧性和加工流动性能会有一定程度的降低。     

Effects of flake graphite on property optimisation in thermal conductive composites based on polyamide 66

In this study, in order to improve the thermal conductivity of polyamide 66(PA66), PA66 composites filled with flake graphite (FG) were prepared by twin-screw extruder. Effects of filler content, particle size and particle size mixing on thermal conductivity, mechanical and rheological properties of the composites were investigated. The results showed that as FG content increased from 0 to 50 wt-%, thermal conductivity of the composites filled with 100 μm FG gradually increased, whereas mechanical properties and rheological properties decreased. At 50 wt-% loading, thermal conductivity reached 3.07 W/(m K). With the increase of particle size, thermal conductivity and rheological properties of the composites improved, but mechanical properties increased first and then decreased. The composite filled with 100 μm FG had relatively optimal mechanical properties. Particle size mixing can improve thermal conductivity and the maximum value was achieved in the 1:2 mass ratio of 20 and 100 μm particles.     

LED用低热阻硅脂的制备

选用合适粒径的氮化铝和氧化铝为混杂导热填料、使用自制的硅烷低聚物为表面处理剂,以溶液插层法对混杂导热填料进行表面改性;然后与甲基苯基硅油混合制备了LED用低热阻导热硅脂。研究了导热填料的种类、粒径、表面处理剂种类及用量对导热硅脂的热导率和黏度的影响。采用LED灯作为实际测试平台表征了导热硅脂的导热性能。结果表明,当填料总质量分数为90.9%,粒径为5μm的氮化铝与粒径为1μm的氧化铝作混合填料且质量比为2.8∶1时,导热硅脂的热导率和黏度有较好的平衡;使用填料质量0.5%的硅烷低聚物对氮化铝和氧化铝混合填料进行表面处理有较好的处理效果;自制10号硅脂样品的黏度（25℃）为174 Pa·s,热阻为1.94℃/W,热导率为4.31 W/m·K。     

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)。     

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。     

PE-HD复合材料导热性能及力学性能的研究

通过双螺杆挤出机制备了高密度聚乙烯（PE-HD）/石墨/CaCO3增韧母料复合材料,并研究了石墨的表面处理、粒径、含量以及CaCO3增韧母料含量对复合材料导热性能及力学性能的影响。结果表明,偶联剂NDZ201对石墨表面具有较好的处理效果。石墨颗粒直径越小,复合材料的热导率及综合力学性能越高。CaCO3增韧母料能明显提高复合材料的热导率及缺口冲击强度。PE-HD/石墨/增韧母料250B的质量比为45/30/25时,复合材料的热导率可达1.72 W/(m·K),其缺口冲击强度与纯PE-HD相近,拉伸强度和弯曲强度分别比PE-HD提高了52 %和88 %。     

ZnO/EP复合材料的制备及其导热性能

采用溶胶-凝胶法制备纤锌矿型氧化锌(zinc oxide,ZnO)粉体,考察了煅烧温度对ZnO粉体质量的影响;将不同煅烧温度获得的ZnO填充于环氧树脂(epoxy resin,EP)得到系列ZnO/EP复合材料,采用红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope,FESEM)对ZnO/EP复合材料进行结构和形貌表征,研究了ZnO粉体粒径及填充量对ZnO/EP复合材料导热性能的影响。结果表明,ZnO粉体粒径随煅烧温度升高而增大,其中700 ℃下制得的ZnO粉体粒径最大且纯度高。当ZnO填充量一定时,ZnO粉体粒径越大,越有利于提升ZnO/EP复合材料的导热性能;随ZnO填充量的增加,ZnO/EP复合材料的热导率不断提高,当ZnO体积分数为30.05%时,复合材料热导率达到0.54 W/(m·K),较纯环氧树脂提高了184%,且保持良好的力学性能。     

PP/滑石粉导热绝缘复合材料的制备与性能研究

采用聚丙烯(PP)为基体,不同粒径滑石粉为填料,通过双螺杆挤出机挤出制备导热绝缘的PP滑石粉复合材料。在滑石粉用量为3O%的条件下,探讨了粒径分别为3.6,6,12,30,50 μm的滑石粉对PP猾石粉复合材料的热导率、体积电阻率、力学性能和结晶性能的影响。结果表明,随着滑石粉粒径的减小,复合材料的拉伸强度和弯曲强度呈先增大后减小的变化趋势,而其热导率则呈先减小后增大的变化趋势。填充粒径为12μm的滑石粉时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大值,分别为29.92MPa和52.58MPa,比纯PP分别提高了5.5%和12.8%。填充粒径为50μm的滑石粉时,复合材料的热导率最大,达到0.3237W/(m*K),比纯PP提高了32.7%。填充1:l的粒径为12μm和30μm滑石粉混合物时,PP复合材料的热导率为0.3184W/(m*K),高于相应的填充单一粒径滑石粉的PP复合材料。此外,所制备的PP滑石粉复合材料的体积电阻率均大于10^8Ω*cm     

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。