混合粒径BN填充PP/PE复合材料的结构与性能

为改善聚合物基导热复合材料的导热性能,单一粒径填料填充复合材料存在的不足,因此,本文探究了混合粒径六方氮化硼(BN)掺杂聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)复合材料的结构、热学和力学性能。通过激光导热仪、熔融指数仪、万能电子测试机和差示扫描量热仪(DSC)进行性能测试和结构表征。结果表明,混合粒径(5μm∶20μm)BN比例为3∶2时,其制备的复合材料导热系数可达0.52 W/(m·K),较单一粒径(5μm)BN填料填充复合材料提高33.4%;弯曲强度达到46.91 MPa,弯曲模量达到3 826.01 MPa,与单一粒径(5μm)BN填料填充复合材料相比,弯曲强度和弯曲模量分别提高23.34%和109.91%。将5μm粒径的BN在混合填料中的比例增加能够更有效提高复合材料的综合性能。     

原位反应加工制备BN/PMMA/PP导热复合材料的性能研究

采用原位反应加工法和熔融共混法制备氮化硼(BN)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/聚丙烯(PP)复合材料,利用导热测试仪、动态热机械分析仪、维卡软化点测试仪以及扫描电子显微镜(SEM)对复合材料结构和性能进行了表征。实验结果表明,原位反应加工法制备的BN/PMMA/PP材料的导热性能明显高于普通熔融共混法所制备的材料,随着BN填充量的增加,BN/PMMA/PP材料的导热系数逐渐升高,当BN质量分数为15%时,原位反应加工法制备的BN/PMMA/PP复合材料的导热系数达到0.56 W/(m·K),比普通熔融共混的热导率提高了44%。当BN含量为5%时,原位反应加工法制备的BN/PMMA/PP复合材料的维卡软化温度达到最高104.2℃,并且复合材料的储能模量显著提高。导热填料BN的选择性分散有助于提高BN/PMMA/PP材料的导热性能、耐热性能和动态力学性能。     

PP-g-MAH增容PP/BN/Al2O3导热绝缘复合材料

以(3-氨丙基)三乙氧基硅烷(KH550)处理氮化硼/氧化铝(BN/Al2O3)导热粉体,在导热粉体表面引入氨基;通过熔融共混制备聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)增容的聚丙烯(PP)/BN/Al2O3导热绝缘复合材料。研究PP-g-MAH和导热填料的用量以及加工条件(转速、温度)对复合材料性能的影响。结果表明,在主机转速为300 r/min、PP-g-MAH为4g、导热填料的用量为50%时,复合材料的导热系数达到了0.7 W/(m·K),拉伸强度为17.65 MPa;添加相容剂后,复合材料和导热填料之间的相容性得到改善。     

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。     

聚合物/BN导热复合材料研究进展

与其他导热无机粒子相比,氮化硼粒子具有的独特结构及良好的热、电综合性能,是制备高导热、高绝缘聚合物的一类重要导热绝缘填料。综述了微、纳米氮化硼粒子填充导热聚合物的研究进展,重点讨论了氮化硼粒子的物理性能、表面改性、结构及用量等对聚合物导热、绝缘及力学性能的影响。与微米氮化硼相比,氮化硼纳米管及纳米片增强的聚合物具有高导热、高电击穿强度、高绝缘电阻、低介电常数及介电损耗、良好的力学性能。解决导热聚合物高导热与高电击穿强度间的矛盾是聚合物/氮化硼导热复合材料未来发展的方向。     

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。     

环氧树脂/玻璃布/BN导热复合材料的制备与性能研究

采用高温模压成型法制备环氧树脂(EP)/玻璃布/氮化硼(BN)导热复合材料。探讨了BN用量和偶联剂处理对复合材料力学性能、导热性能和介电性能等影响。结果表明:当w(BN)=15%时,复合材料的冲击强度较高;导热性能随着BN用量的增加而增大;当w(BN)=25%时,改性复合材料的热导率为0.901 2 W/(m.K),此时复合材料仍保持较低的介电常数和介电损耗。当BN用量相同时,偶联剂表面处理可有效改善复合材料的力学性能和导热性能。     

改性BN/聚丙烯复合材料的制备及导热性能研究

本文在氮化硼(BN)表面通过原位分散聚合苯乙烯引入PS,以此改善BN在聚苯乙烯(PS)基体中的分散,实现改性BN在PS相中的选择性分散。通过引入另一种聚丙烯(PP)相构建共混物的双连续结构,来增强复合材料的导热性。由于改性BN在PS相中的选择性分散,双连续PS/PP(60/40)相有利于PS的热导率的进一步增强。此外,含14.5wt%改性BN的PS/PP共混物的热导率比纯PP高2倍,比PP/BN高30%。     

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。     

表面改性处理对EP/BN复合材料导热及力学性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550对氮化硼(BN)进行表面改性,并对改性的BN进行了X射线光电子能谱分析(XPS),考察了BN表面改性对EP/BN绝缘导热复合材料导热性能和力学性能的影响。结果表明:添加适量的偶联剂能够提高EP/BN复合材料的热导率,但是随着添加偶联剂用量的增加,复合材料的导热性能逐渐下降;另外,由表面改性BN制备的复合材料,其拉伸强度明显低于其他EP/BN复合材料。     

Recent Progress on Fabrication and Performance of Polymer Composites with Highly Thermal Conductivity

The rise of miniaturized, integrated, and functional electronic devices has intensified the need for heat dissipation. To address this challenge, it is necessary to develop novel thermally conductive polymer composites as packaging materials. In this paper, a number of factors for the construction and design of thermally conductive polymers are concluded. Special attention is focused on the analysis and comparison of the thermally conductive composites prepared by various fillers or strategies to provide guidelines and references for future design of composite materials. The current commonly used preparation strategies of thermally conductive polymer are summarized, such as using a variety of fillers, vacuum filtration, template method, and so on. The challenges of thermally conductive polymer composites are finally sketched. This review can inspire the design of polymer composites with brilliant thermal conductivity.     

Enhanced Thermal Conductivity of Epoxy Composites with MWCNTs/AlN Hybrid Filler

To further improve the thermal conductivity of epoxy resin, the multi-walled carbon nanotube/aluminum nitride (MWCNTs/AlN) hybrid filler was employed to prepare thermal conductivity MWCNTs/AlN/epoxy composite by casting process, and the silane coupling reagent of γ-glycidoxy propyl trimethoxy silane(KH-560) was also used to functionalize the surface of MWCNTs and/or AlN. Results revealed that, the thermal conductivity of epoxy resin was improved remarkably with the addition of MWCNTs/AlN hybrid filler, a higher thermal conductivity of 1.04 W/mK could be achieved with 29 wt% MWCNTs/AlN hybrid filler (4 wt% MWCNTs +25 wt% AlN), about 5 times higher than that of native epoxy resin. And the epoxy composite with 29 wt% MWCNTs/AlN hybrid filler possessed better thermal conductivity and mechanical properties than those of single 5 wt% MWCNTs or 40 wt% AlN. The thermal decomposition temperature of MWCNTs/AlN/epoxy composite was increased with the addition of MWCNTs/AlN hybrid filler. For given filler loading, surface treatment of MWCNTs and/or AlN by KH-560 exhibited a positive effect on the thermal conductivity of epoxy composite.     

交变载荷下PP/SSFs复合材料导电性

通过熔融共混、注塑成型的方法制备聚丙烯(PP)/不锈钢短纤维(SSFs)导电复合材料,用万能试验机对试样进行循环加载实验,实时采集试样的应力、应变和电压信号,研究SSFs含量不同的PP/SSFs试样在交变载荷作用下电阻率的变化规律。结果表明,随着SSFs含量的增加,PP/SSFs复合材料的导电性不断增强。在交变载荷作用下,应变对应力有所滞后,电阻率与应变呈现反向对应关系,应变增加时电阻率减小,其电阻率整体变化趋势呈先上升后趋于稳定的状态,这是由于在加载过程中,PP/SSFs复合材料的内部同时存在旧导电通路的破坏和新导电通路的形成两个过程,当这两个过程处于动态平衡状态时,材料的电阻率便趋于稳定。通过扫描电子显微镜观察了导电填料的分布以及载荷作用下的损伤。     

环氧树脂/碳纤维/BN导热复合材料制备及研究

采用高温模压成型法制备环氧树脂/碳纤/BN导热复合材料.探讨了BN用量对复合材料导热性能和力学性能的影响.结果表明,当BN用量为6%(wt)时,复合材料的弯曲强度和剪切强度较佳,BN用量对复合材料的冲击强度影响不大;导热性能随BN用量的增加而增加,当BN用量为20%(wt)时,导热系数为0.8438W/m·K.     

某高导热纤维及其复合材料性能研究

研究了某高导热纤维/环氧树脂单向层复合材料的导热系数和力学性能,发现某高导热纤维/环氧树脂单向层复合材料导热性能提高的同时其个别复合材料性能降低;分析认为某高导热纤维与环氧树脂的界面性能是影响复合材料力学性能的重要因素,同时研究了某高导热纤维的表面微观形貌和表面化学特性、结晶度及某高导热纤维/环氧树脂浸胶丝束的力学性能...     

Preparation of Machinable B4C/BN Composites and Their Oxidation Resistances at High Temperature

采用热压烧结工艺制备单相 B4C 陶瓷、B4C/BN 微米复相陶瓷和 B4C/BN 纳米复相陶瓷。研究了其在 1 000～1 300 ℃的等温氧化性能,通过对氧化后试样表面的物相组成和显微结构的分析,探讨了氧化机理。结果表明：单相 B4C 陶瓷、B4C/BN 微米复相陶瓷和 B4C/BN 纳米复相陶瓷的高温抗氧化性能随氧化温度提高和氧化时间增加而逐渐降低,试样氧化过程中质量损失逐渐明显。对试样在不同氧化温度下得到的氧化曲线进行了线性拟合分析,试样在 1 000 ℃时抗氧化性能较好,但在 1 300 ℃时抗氧化性能较差。氧化后试样表面的物相组成主要为 B4C 相、h-BN 相,以及少量的B2O3 相和 Al4B2O9 或 Al18B4O33 相。氧化后试样表面存在一层厚度约为 100 μm 的氧化层,氧化层中存在许多微孔和少量玻璃相物质。氧化生成的 B2O3挥发是导致试样质量随着氧化温度和氧化时间增加而显著减少的主要原因。     

聚丙烯/石墨烯片纳米复合材料阻燃及导热性能

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/石墨烯片(GNPs)纳米复合材料。讨论了添加不同质量分数的GNPs对PP/GNPs纳米复合材料的阻燃性能以及导热性能的影响。结果表明,随着GNPs用量的增加,PP/GNPs纳米复合材料的极限氧指数升高,水平燃烧速率下降,烟密度等级虽有波动但总体呈升高趋势;与比表面积大的GNPs相比,比表面积小的对减缓水平燃烧速率作用较好;不同厚度的试样对水平燃烧速率的影响差异很大;随着GNPs质量分数的增加,复合材料的比热容有所降低,热扩散系数明显增加;与比表面积小的GNPs相比,比表面积大的对复合材料散热能力影响更显著。     

PA6/BN/MgO导热复合材料的制备与性能研究

以聚酰胺6（PA6)为基体,以氮化硼（BN）、氧化镁（MgO）为导热填料制备了PA6/BN/MgO导热复合材料。固定填料含量为50%（质量分数,下同）不变,考察MgO/BN配比的变化对复合材料热导率、力学性能和熔体流动性的影响。结果表明,材料的热导率、拉伸强度和弯曲强度随着MgO/BN配比的增大而减小,冲击强度和断裂伸长率随着MgO/BN配比的增大而增大,材料熔体流动性则呈现了随MgO/BN配比的增大先增大后减小的趋势。