PPS/Al_2O_3导热复合材料的性能及其应用

以微米级三氧化二铝(Al2O3)为导热填料,制备了聚苯硫醚(PPS)/Al2O3导热复合材料,研究了硅烷偶联剂表面改性对PPS/Al2O3复合材料力学性能和导热性能的影响.研究表明,硅烷偶联剂时Al2O3的表面改性提高了PPS/Al2O3导热复合材料的力学性能,且材料的热导率随着Al2O3含量的增加而增大,当Al2O3的质量分数为70%时,未改性和改性Al2O3填充PPS导热复合材料的热导率分别达到2.279 W/(m·K)和2.392 W/(m·K),后者的热导率在Al2O3含量较高时偏离Agari理论曲线.SEM分析表明,改性Al2O3在PPS中分散均匀,两者结合紧密.经应用研究表明,PPS/改性Al2O3质量比为40/60的导热复合材料完全可满足发动机零部件、高耐热电子元器件对材料导热与力学性能的要求.     

PPS/AIN/MgO导热复合材料的制备及性能研究

通过双螺杆挤出机制备了聚苯硫醚/氮化铝／氧化镁（PPS／AIN／MgO）导热复合材料,并对其性能进行了研究。结果表明：复合材料的导热系数随AIN和MgO加入量的增加而提高,小粒径AIN和大粒径MgO复配使用对导热性能有积极影响,而对机械性能没有改善效果;硅烷偶联剂KH560的处理效果最好。     

聚丙烯/四针状氧化锌晶须/氧化镁导热绝缘复合材料的制备与性能研究

以聚丙烯(PP)为基体,四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)和氧化镁(MgO)为导热填料,通过双螺杆挤出机制备了PP/T-ZnOw /MgO导热绝缘复合材料。在T-ZnOw用量为10 %（质量百分含量,下同）,MgO用量在0～60 %的范围内,考察了MgO用量对复合材料的热导率( )、体积电阻率(ρv)、力学性能和加工性能的影响。结果表明,随着MgO用量的增加,PP/T-ZnOw /MgO复合材料的 增大,ρv减小;材料的拉伸强度和弯曲强度以及熔体流动速率均随着MgO用量的增加而下降,而冲击强度则呈先保持稳定,然后减小的趋势。这一变化趋势在MgO用量 30 %时较为显著。当MgO用量为60 %（33 %,体积分数）时,PP/T-ZnOw /MgO复合材料的 最大,达到0.7563 W/(m·K),比未加MgO时的PP/T-ZnOw复合材料和纯PP的热导率分别提高了108.0 %和210.0 %;此时材料的ρv最小,为9.20×1015 Ω·cm,仍可满足绝缘材料的要求。     

偶联剂对PE-RT/Al_2O_3复合材料力学性能和导热性能的影响

以硅烷、铝酸酯、钛酸酯三种不同粉状偶联剂处理后的Al2O3作为导热填料,耐热聚乙烯(PE-RT)为基体树脂,采用熔融共混的方法,通过双螺杆挤出造粒、注塑成型制备了PE-RT/Al2O3导热复合材料。研究了偶联剂种类及用量对PE-RT/Al2O3复合材料力学性能和导热性能的影响。结果表明:当硅烷偶联剂用量为1.5%时,材料的导热性能与力学性能最佳,由硅烷偶联剂处理Al2O3得到复合材料的热导率比未处理的提高了25%;另两种偶联剂用量分别为2%时,复合材料的热导率达到最大值,而其用量为1%时,材料的力学性能最佳;Al2O3与粉状偶联剂在基体中易团聚,导致复合材料的冲击强度下降。     

高导热绝缘尼龙复合材料的制备和性能

以尼龙6 (PA6)为基体,采用两种不同粒径的氧化铝(Al203)按1∶1混合后,再与高导热填料氮化铝(AlN)复配成导热填料,采用熔融挤出法制备PA6/Al20JAlN导热绝缘复合材料.研究了复配填料含量为60％时,复配填料中AlN含量对复合材料力学性能、导热性能和结晶性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观形貌进行了表征.结果表明,复合材料的热导率随着复配填料中AlN含量的增加而增大.复合材料的拉伸强度和弯曲强度随复配填料中AlN含量的增加先增大再减小,AlN含量占复配填料的50％时,复合材料拉伸强度和弯曲强度分别达到最大值83.09 MPa和137.14MPa.复合材料的结晶度和熔融温度没有显著变化.扫描电镜显示填料与基体的相容性较好.     

高强耐磨PPS/PTW/GF复合材料的制备与性能研究

在聚苯硫醚(PPS)中加入活化处理过的钛酸钾晶须(PTW)和玻璃纤维(GF),熔融共混挤出制得PPS/PTW/GF复合材料。探究了复合材料力学性能和摩擦性能随钛酸钾晶须添加量的变化以及复合材料力学性能随玻璃纤维添加量的变化关系。结果显示,添加适量的钛酸钾晶须能改善材料的力学性能和摩擦性能,降低了磨耗。玻璃纤维的加入能较大幅度提高材料的力学性能。当PPS/PTW/GF质量比为48/12/40时,可制得综合性能优良的高强耐磨复合材料,其冲击强度10.1 kJ/m2、拉伸强度157 MPa、弯曲强度208 MPa、摩擦因数为0.14、磨耗量28 mg。     

PPS复合导热材料的研究与有限元模型分析

通过有限元分析软件ABAQUS,模拟了三氧化二铝(Al2O3)填充聚苯硫醚(PPS)两相复合材料逾渗结构以及Al2O3填充PPS合金三相复合材料双逾渗结构,并将得到的理论导热率与实验结果进行对比验证,分析了填料分布情况对材料热导率的影响。模拟结果表明:只有当导热填料含量超过逾渗阈值,其导热性能才能有明显的提高,双重逾渗结构的形成,能有效降低逾渗阈值。SEM分析表明,选用不同的合金组分,由于相容性的差异和黏度的差异,填料在PPS合金中的分布情况也有不同,热导率也有较大的差异。在所述配方中PPS/UHMWPE/Al2O3(质量比为35:15:50)复合体系热导率最高,可达1.592W/(m.K),而同质量配比的PPS/PS/Al2O3复合体系的最低,只有0.639W/(m.K)。     

x-PA6/GF/Boehmite纳米复合材料

采用熔融共混的方法制备了高流动性聚酰胺6(x-PA6)/玻璃纤维(GF)/勃姆石(Boehmite)纳米复合材料。在GF含量不变(25 %,质量分数,下同)的情况下,考查了Boehmite含量对复合材料力学性能、耐热性能、导热性能及微观形态的影响。结果表明,在实验范围内,复合材料的力学性能、耐热性能及导热性能均随着Boehmite含量的增加而提高,当Boehmite含量增至15 %时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、热变形温度及热导率分别提高了10.1 %、8.1 %、10.5 %、85.48 %; Boehmite的加入能有效促进GF的分散,且自身能均匀地分布于x-PA6基体中。     

聚对苯二甲酰癸二胺导热复合材料性能的研究

通过双螺杆挤出机制备出石墨/聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)和石墨烯/PA10T导热复合材料,研究了石墨和石墨烯对复合材料力学性能和导热性能的影响。研究发现:导热复合材料的拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度随着导热填料含量的增加呈现先增大后减小的变化,而弯曲模量和导热系数随导热填料含量的增加而增加。与石墨相比,添加更少量的石墨烯即可以显著提高复合材料的力学性能和导热性能。     

x-PA6/GF/Boehmite纳米复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混的方法制备了高流动性聚酰胺6(x-PA6)/玻璃纤维(GF)/勃姆石(Boehmite)纳米复合材料。在GF含量不变(25%,质量分数,下同)的情况下,考查了Boehmite含量对复合材料力学性能、耐热性能、导热性能及微观形态的影响。结果表明,在实验范围内,复合材料的力学性能、耐热性能及导热性能均随着Boehmite含量的增加而提高,当Boehmite含量增至15%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、热变形温度及热导率分别提高了10.1%、8.1%、10.5%、85.48%;Boehmite的加入能有效促进GF的分散,且自身能均匀地分布于x-PA6基体中。     

PPS/玻纤/MgO导热绝缘塑料的性能研究

通过双螺杆挤出机将聚苯硫醚与氧化镁(40～325目)混合挤出,同时添加玻璃纤维挤出造粒制备了玻纤增强导热绝缘塑料.研究了导热性能与氧化镁填充量的关系.研究发现热扩散系数和导热率随氧化镁的填充量的增加而增加.玻纤替代部分氧化镁后,导热性能有所降低,但拉伸强度和冲击强度等机械性能得到提升.偶联剂KH-560用量在氧化镁最的0.5%时可提高材料的导热率和拉伸强度.     

环氧树脂／碳化硅晶须导热复合材料的制备研究

用共混复合-浇注成型法制备环氧树脂／碳化硅晶须（EP／SiCw）导热复合材料,研究了导热填料种类、形状、用量和表面处理对复合材料的导热性能、力学性能和热性能的影响。结果表明,SiCw较SiCp更易改善材料的导热性能,热导率随SiCw用量的增加而增大,当SiCw体积分数为42．1％时,复合材料热导率为0．9611W／（m·K）;力学性能随SiCw用量的增加先增加后降低。表面处理有利于提高复合材料的导热性能和力学性能。SiCw的加入使环氧树脂的耐热性提高、Tg降低。     

偶联剂对 PPS/PA66/T-ZnOw 复合材料力学性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-560和钛酸酯偶联剂TM-38S对四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)进行表面改性,制备了相应的聚苯硫醚(PPS)尼/龙(PA)66/T-ZnOw复合材料,研究了两种偶联剂及其复合体系对T-ZnOw表面改性效果和相应复合材料力学性能的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的断面形态进行了观察。结果表明,钛酸酯偶联剂TM-38S对T-ZnOw的表面改性效果要优于硅烷偶联剂KH-560;两种偶联剂均提高了复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度,但对复合材料的弯曲强度影响不大。其中TM-38S改性T-ZnOw与PPS/PA66复合后所得材料的力学性能优于KH-560改性T-ZnOw的材料。两种偶联剂的复合体系虽然可以弥补KH-560副反应对T-ZnOw表面改性的不利影响,但对改善复合材料力学性能的协同作用不明显。     

BN/环氧树脂导热灌封胶的制备与性能

采用硅烷偶联剂KH-560对氮化硼(BN)进行表面处理,用于制备BN/环氧树脂导热灌封胶。结果表明,随着BN用量的增加,环氧导热灌封胶的剪切强度下降,导热性能则增加,表面改性有助于提高环氧灌封胶的剪切强度和导热性能。CTBN的加入可有效提高剪切强度。当改性BN和CTBN质量分数均为15%时,BN/环氧灌封胶具有较理想的剪切强度、热性能和导热性能。     

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。     

Preparation and properties of epoxy/BN highly thermal conductive composites reinforced with SiC whisker

A simple method is reported to increase the thermal conductivity and improve the poor mechanical properties caused by high filler loadings of epoxy composites, simultaneously. Epoxy composites were prepared with micro‐boron nitride (BN) and silicon carbon whisker (SiCw) chemically treated by 3‐aminopropyltriethoxysilane (KH550) and 3‐glycidyloxypropyltrimethoxysilane (KH560), respectively. Effects of surface modification of BN particles on the thermal conductivity and flexural strength of epoxy/BN composites were investigated. About 3% SiCw particles grafted with KH560 were incorporated into composites with BN grafted with KH550, which led to about 13.8–17.8% increase of the flexural strength as well as a marginal improvement of the thermal conductivity of composites, and they possessed good dielectric properties. In addition, dynamic mechanical analysis results showed that the storage modulus of composites increased significantly with the addition of fillers, while the glass transition temperature exhibited a slight decrease. POLYM. COMPOS., 37:2611–2621, 2016. © 2015 Society of Plastics Engineers     

Thermal aging performance of glass fiber/polyphenylene sulfide composites in high temperature

In order to use the glass fiber reinforced polyphenylene sulfide composites (GF/PPS) in high temperature environments, thermal aging performance of two kinds of commercial grade PPS composites, reinforced by 40% glass fiber, PPS-G40 HM and 1140L4, in thermal aging temperature of 250°C was compared by tensile strength, oxidized layer, color, crystallization and melting behavior. The results showed that tensile strength of GF/PPS composites is significantly decreased with increasing of aging time below 200 h and the tensile strength of aged PPS-G40 HM is higher than that of aged 1140L4. The thickness of dark color area is increased with increasing of aging time. The thickness of oxidized layer of 1140L4 is thinner than that of PPS-G40 HM. However, the color of oxidized layer of PPS-G40 HM is lighter than that of 1140L4. The recrystallization in thermal aging results in the formation of crystal with higher melting point and increased melting temperature of GF/PPS composites. It is found that addition of epoxy resin can increase the initial mechanical property and improve the thermal aging performance of GF/PPS composites. A novel modified GF/PPS composite with higher thermal aging properties was obtained.     

Si3N4／环氧树脂导热复合材料制备和性能研究

采用硅烷偶联剂KH-550对氮化硅（β—Si3N4）进行表面处理,浇注制备氮化硅／环氧树脂（Si3N4／EP-828）复合材料,研究了Si3N4粒径、用量和表面改性对复合材料导热性能和力学性能的影响。结果表明,Si3N4／EP-828的导热性能随Si3N4用量的增加而提高,当Si3N4体积分数为30％时,热导率为0．83W／mK,为纯环氧树脂4倍多;力学性能则随Si3N4用量的增加先增大后降低。表面改性有助于进一步提高复合材料的导热性能和力学性能。初步分析表明,Si3N4／EP-828热导率与Si3N4形成的导热网链和Si-O-Si键导热骨架有关。     

新型耐高温有机硅树脂的制备及其性能研究

以甲基三甲氧基硅烷/苯基三甲氧基硅烷为混合硅烷,在硅烷偶联剂(KH-560)作用下混合硅烷经水解缩合后,制得耐高温有机硅树脂。研究结果表明:该硅树脂在N2中失重10%时的温度为385℃,说明其耐热性较好;胶接件的剪切强度随甲基三甲氧基硅烷比例增加而增大;基材表面经KH-560处理后,相应硅树脂/基材胶接件的剪切强度随KH-560含量增加而增大,并且基材为钢片、铝片和玻璃钢片时的剪切强度分别为1.7、1.6、2.3 MPa。     

Preparation and mechanical properties researches of silane coupling reagent modified β-silicon carbide filled epoxy composites

The β-silicon carbide (β-SiC) micro particles modified by silane coupling reagent of γ-glycidoxy propyl trimethoxy silane (KH-560) were employed to prepare β-silicon carbide/epoxy resin (SiC/EP) by blending-casting moulding method to acquire polymer composites with high mechanical properties. Mechanical tests demonstrate that, both the flexural and impact strength of the composites increased firstly with the increasing content of SiC, but decreased with excessive addition of SiC. When the mass fraction of SiC was 10%, the mechanical properties of SiC/EP composites were maximum. Meantime, the use of SiC particles modified by KH-560 significantly enhanced mechanical properties of SiC/EP composites. The surface performance of SiC was characterized and analyzed by XPS, FTIR and TGA. The results indicated that a chemical bonding formed between KH-560 and SiC, and a layer of organic single molecule membrane formed on the surface of SiC. And the maximum mass fraction of KH-560 coated on the surface of SiC was about 2.62%.