纳米碳酸钙的表面改性及其填充107硅橡胶复合材料的性能研究

采用硬脂酸对纳米碳酸钙进行湿法表面改性,探讨改性机理,研究107硅橡胶/改性纳米碳酸钙复合材料的性能。结果表明:硬脂酸对纳米碳酸钙表面改性的效果较好,硬脂酸主要通过化学吸附改性纳米碳酸钙;随着硬脂酸用量增大,纳米碳酸钙的活化度增大,在107硅橡胶中的分散性提高;107硅橡胶/改性纳米碳酸钙复合材料Payne效应减弱,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度增大。     

硬脂酸系表面改性剂对碳酸钙晶须/天然橡胶复合材料性能的影响

试验研究3种硬脂酸系表面改性剂对碳酸钙晶须/天然橡胶(NR)复合材料物理性能和热稳定性的影响。结果表明:经表面改性剂处理的碳酸钙晶须表面性能提高,与NR界面作用增强;改性碳酸钙晶须/NR复合材料的定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均比未改性时有所增大;硬脂酸改性的复合材料综合物理性能较优,硬脂酸或硬脂酸钠改性的复合材料热稳定性提高。     

氧化铝/MVQ导热复合材料的结构与性能

采用熔融共混法制备氧化铝/甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)导热复合材料,研究氧化铝导热网络结构和MVQ交联网络结构对复合材料导热性能和物理性能的影响.结果表明,在氧化铝导热网络开始形成至网络结构遍布整个复合材料的过程中,复合材料的导热性能随氧化铝用量的增大而提高的幅度最大;MVQ交联密度对复合材料的导热性能影响不显著,但MVQ交联密度过小会导致复合材料的导热性能略有下降.     

无机填料的表面处理及其在导热天然橡胶复合材料中的应用

用季戊四醇、丙三醇和钛酸酯偶联剂分别对氧化铝、氧化镁和高岭土进行表面改性,并将改性填料填充天然橡胶(NR)制备了导热复合材料,考察了表面处理剂种类及其用量对无机填料的影响,并研究了季戊四醇改性氧化铝填充NR复合材料的硫化特性、物理机械性能和导热性能.结果表明,3种填料中季戊四醇的改性效果最好,且其用量为1.0～1.5份时对氧化铝的改性效果最佳;随着改性氧化铝填充量的增加,复合材料的最大转矩、300%定伸应力、拉伸强度和热导率均增大,当其用量为60份时,改性氧化铝填充NR复合材料的热导率比未填充NR复合材料提高了23.9%.     

石墨烯填充顺丁橡胶导电复合材料的研究

以石墨烯和乙炔炭黑分别填充顺丁橡胶(BR),并对其导电性能和物理性能进行研究.结果表明:随着石墨烯用最的增大,石墨烯/BR胶料的焦烧时间和正硫化时间缩短,转矩增大;当石墨烯用量为5份时,石墨烯/BR复合材料的体积电阻率达到1.8×106 Ω·cm,复合材料中石墨烯的逾渗阈值为5份;石墨烯/BR复合材料(石墨烯用量为7份)的物理性能与乙炔炭黑/BR复合材料(乙炔炭黑用量为50份)相当.     

不同结晶度聚烯烃对三元乙丙橡胶/氧化铝复合材料性能的影响

考察了4种不同结晶度的聚烯烃对三元乙丙橡胶（EPDM）/氧化铝复合材料的硫化特性、物理机械性能、导热性能和电性能的影响,并表征了硬脂酸改性氧化铝及其在复合材料中的微观相态。结果表明,氧化铝经硬脂酸表面改性后,硬脂酸分子包覆在氧化铝粒子的表面;当氧化铝为100份时,其在聚烯烃/EPDM复合材料中为球状,与聚丙烯、高密度聚乙烯（HDPE）、乙烯和烯烃共聚物的相容性较好,分散均匀,而与乙烯和乙酸乙烯酯共聚物（EVA）的界面结合较差;聚烯烃的加入使复合材料的最大转距和硫化速率降低,焦烧时间缩短;随着聚烯烃结晶度的增加,EPDM复合材料的撕裂强度增大,但HDPE/EPDM复合材料的邵尔A硬度最大;EVA/EPDM复合材料的拉伸强度和扯断伸长率最大,达到4.85 MPa和446%,但是撕裂强度较低,为17.74 kN/m;HDPE/EPDM复合材料的导热系数最大,达到0.549 W?(m?K)-1,EVA/EPDM复合材料的导热系数为0.451 W?(m?K)-1;聚烯烃的加入使复合材料的体积电阻率呈现降低的趋势,但表面电阻率变化不大,仍为同一数量级。     

改性叶蜡石/SBR复合材料的性能研究

采用几种偶联剂分别对叶蜡石进行湿法和干法改性,研究改性叶蜡石/SBR复合材料的性能.试验结果表明,与未改性叶蜡石/SBR复合材料相比,改性叶蜡石/SBR复合材料的ML和MH增大,t90-t10缩短,综合物理性能提高,其中采用1.5份钛酸酯偶联剂NDZ-101湿法改性叶蜡石的补强效果最好;扫描电镜分析表明,叶蜡石经偶联剂改性后可提高其在SBR中的分散性,增强其与SBR的结合能力.     

碳纤维的表面改性对导热顺丁橡胶性能的影响

研究了碳纤维的表面改性方法对碳纤维/顺丁橡胶(BR)复合材料的硫化特性、门尼粘度、导热性能和力学性能的影响.实验结果表明,碳纤维/顺丁橡胶复合材料与顺丁橡胶空白样相比,其硫化速度、导热系数与力学性能都有明显的提高.而碳纤维的表面改性对碳纤维/顺丁橡胶复合材料的硫化特性数据、门尼粘度和导热系数影响并不明显,加入碳纤维后的未改性的碳纤维/顺丁橡胶复合材料的导热性能最佳,其导热系数为0.527 W/(m·K),为顺丁橡胶空白样的1.7倍;经过高温氧化后碳纤维填充复合材料力学性能有所提高,其拉伸强度为2.39 MPa.     

纳米氧化锌/EPDM复合材料的性能研究

试验研究纳米氧化锌/EPDM复合材料的物理性能和导热性能,并与炭黑和白炭黑补强的EPDM胶料进行对比.结果表明,纳米氧化锌的导热性能明显优于炭黑和白炭黑等传统补强填料,其对EPDM具有较好的补强作用,纳米氧化锌/EPDM复合材料的生热较低;采用偶联剂Si69对纳米氧化锌进行原位改性可以改善纳米氧化锌粒子与EPDM间的界面作用,提高其分散性,从而显著提高复合材料的物理性能,降低生热;改性纳米氧化锌/EPDM复合材料的物理性能和导热性能良好,可用于动态工况下使用的橡胶制品.     

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。     

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。     

高填充改性复合材料导热预测模型的建立及应用

在对高填充改性复合材料导热过程进行研究的基础上,建立了基于串并联/并串联模型并考虑了界面热阻作用的高填充改性复合材料导热预测模型。借助于双转子连续混炼机制备两种氧化铝粒径不同填充量的聚丙烯/氧化铝（PP/Al₂O₃）复合材料,运用激光导热仪对其导热性能进行了表征,并与模型预测结果进行了对比。结果表明,所建立的模型对高填充复合材料的导热性能的预测具有较高的准确性;当氧化铝填充量较低时,模型中的界面热阻因子最高;随着氧化铝填充量增加,界面热阻因子显著降低;当氧化铝填充量继续增加时,界面热阻因子逐渐降低并趋于稳定;高填充量下相同制备工艺下同种填充改性复合材料的界面热阻近似相同。     

热塑性聚酰亚胺复合材料导热性能研究

采用稳态热板法测定铜粉（Cu）填充热塑性聚酰亚胺（TPI）复合材料的热导率，研究了Cu填充量对复合材料的力学性能和导热性能的影响，初步探讨了温度与复合材料热导率的关系。通过扫描电子显微镜观察了复合材料的微观形态。在此基础上，理论计算复合材料热导率。研究表明，Cu填充TPI可有效提高复合材料力学性能和导热性能。当Cu体积分数提高到26％时，填料聚集形成导热链，Cu／TPI复合材料的热导率是纯TPI树脂的3．5倍；当填料含量低于10％时，Maxwell—Eucken模型适合预测复合材料热导率；基于导热链考虑的Y．Agan模型可较好地反映复合材料热导率随填料含量的变化情况；随着温度的升高，Cu／TPI复合材料热导率先增大后趋于平缓。     

硅烷表面修饰氧化铝对聚丙烯的力学和耐热性能的影响

以3%氧化铝(Al2O3)或3种硅烷偶联剂表面修饰过的氧化铝为增强剂,采用高速混合与熔融挤出结合方法制备Al2O3/聚丙烯(PP)复合材料。研究硅烷表面修饰氧化铝对PP力学性能和耐热性能的影响。结果表明,采用硅烷偶联剂γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)对氧化铝表面修饰后,Al2O3/PP复合材料的性能得到改善。拉伸强度由33.80 MPa略降至32.63 MPa,冲击强度由14.58 kJ/m2增加至19.79 kJ/m2,拉伸模量由0.25 GPa增加至0.27 GPa,邵氏硬度D由75增加到84;同时Al2O3/PP复合材料的耐热性能有明显提高。     

纳米氧化铝/天然橡胶复合材料的性能研究

采用原位改性纳米氧化铝制备纳米氧化铝/天然橡胶(NR)复合材料,研究纳米氧化铝用量及原位改性时间、偶联剂Si69用量对纳米氧化铝/NR复合材料的物理性能、动态力学性能和导热性能的影响。结果表明:随着纳米氧化铝用量的增大,复合材料的拉伸强度减小,热导率和压缩疲劳温升增大。原位改性可以提高纳米氧化铝与NR之间的界面结合作用。随着原位改性时间的延长或随着偶联剂Si69用量的增大,复合材料的拉伸强度和热导率均先增大后减小,压缩疲劳温升逐渐减小。     

Preparation and Performance Study of Sialon‐Si3N4‐SiC Composite Ceramics for Concentrated Solar Power

For lowering the sintering temperature of silicon carbide ceramics used for solar thermal energy storage technology, O'‐Sialon and silicon nitride were employed as composite phases to construct Sialon‐Si₃N₄‐SiC composite ceramics. The composite ceramics were synthesized using SiC, Si₃N₄, quartz, and different alumina sources as starting materials with noncontact graphite‐buried sintering method. Influences of alumina sources on the physical properties and thermal shock resistance of the composites were studied. The results revealed that the employment of O'‐Sialon and silicon nitride could decrease the sintering temperature greatly to 1540°C. The optimum formula G2 prepared from mullite as alumina source achieved the best performances: 66.7 MPa of bending strength, 10.0 W/(m·K) of thermal conductivity. The composition parameter x = 0.4 of O'‐Sialon decreased to 0.04 after 30 cycles thermal shock, and the bending strength increased with a rate of 11.0% due to the increase of O'‐Sialon grain size, and the optimization of microstructure caused by the transformation of O'‐Sialon grains and densification within the samples. The good thermal shock resistance makes the composites suitable for the use as thermal storage materials of concentrated solar power generation.     

聚偏氟乙烯/类基体基团修饰石墨烯导热复合材料研究

采用含类基体基团的乙烯基三甲氧基硅烷修饰氧化石墨烯(GO),再用"一锅法"将其还原得到功能化石墨烯(F-GE),通过溶剂浇注法制备出界面性能优良的聚偏氟乙烯导热复合材料(PVDF/F-GE).利用红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热导率测试仪、电子拉力试验机对复合材料的改性状态、微观形貌、导热性能和力学...     

Modified graphite filled natural rubber composites with good thermal conductivity

The rubber composites with good thermal conductivity contribute to heat dissipation of tires. Graphite filled natural rubber composites were developed in this study to provide good thermal conductivity. Graphite was coated with polyacrylate polymerized by monomers including methyl methacrylate, n-butyl acrylate and acrylic acid. The ratios between a filler and acrylate polymerization emulsion and those between monomers were varied. Eight types of surface modification formulas were experimentally investigated. Modification formula can affect coating results and composite properties greatly. The best coating type was achieved by a ratio of 1:1 between methyl methacrylate and n-butyl acrylate. The coating of graphite was thermal y stable in a running tire. Filled with modified graphite, the tire thermal conductivity reached up to 0.517–0.569 W·m-1·K-1. In addition, the mechanical performance was improved with increased crosslink density, extended scorch time and short vulcanization time.     

聚丙烯/鳞片石墨导热复合材料的制备及性能

以聚丙烯(PP)为基体,鳞片石墨(FG)为填料,通过添加偶联剂、开炼机混炼、模压成型的方法,制备了具有较高热导率和优良力学性能的PP/FG导热复合材料。考察了硅烷偶联剂的品种及用量、FG的粒径及含量对复合材料热导率和力学性能的影响。结果显示,使用偶联剂处理的FG对复合材料的力学性能具有一定的增强作用,但是材料的热导率降低;当KH 550添加量为FG含量的1%时,材料的力学性能最好;随着FG粒径的增大,材料的热导率明显提高,力学性能相应下降,粒径为17μm的FG与148μm的FG制备的复合材料相比,热导率提高了52.3%,拉伸强度和弯曲强度分别由34.4 MPa和51.5 MPa下降到25.1 MPa和43.0 MPa;随着FG含量的增加,材料的热导率增大,当17μm的FG含量为70%时,材料的热导率是纯PP的22.1倍,拉伸弹性模量和弯曲弹性模量也随之增大,断裂拉伸应变和断裂弯曲应变减小,拉伸强度和弯曲强度先减小后增大,并且在FG含量为20%时降到最低。