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。     

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。     

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     

氮化硼对超高分子量聚乙烯导热与弯曲性能影响

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)为基体树脂,粒径为5μm的氮化硼(BN)为导热填料,通过粉末热压法制备具有隔离结构的高导热BN/UHMWPE复合材料。研究了添加量对高导热石墨/超高分子量聚乙烯复合材料导热性能和弯曲性能的影响。结果表明,BN的加入有效的提高了复合材料平行于热压方向上的导热系数,同时BN的加入使得材料的弯曲性能得到提升。     

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。     

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。     

高导热室温硫化硅橡胶的制备

以端羟基聚二甲基硅氧烷为基胶、氧化铝为导热填料、甲基三甲氧基硅烷为交联剂,制备了脱醇型导热室温硫化硅橡胶。研究了氧化铝的形状、填充量、粒径以及不同粒径配比对硅橡胶导热系数的影响。结果表明:球形氧化铝填充量最大并且对硅橡胶黏度的影响较小。随着氧化铝填充量的增大,硅橡胶导热系数提高,最佳填充量为60%。大粒径氧化铝填充的硅橡胶导热系数高于小粒径氧化铝填充的硅橡胶。如果按照m(d20)∶m(d3)=3∶7的比例混合氧化铝,制备的硅橡胶综合性能最佳,导热系数为1.39 W/(m·K),拉伸强度和断裂伸长率分别为1.98 MPa和134%。     

PP/石墨/Al2O3导热复合材料的制备及性能

选择粒径为15μm鳞片石墨(FG)和3μm Al2O3混杂导热填料,采用新型同向非对称双螺杆挤出机,当Al2O3质量分数为20%时,改变FG的质量分数,制备PP/FG/Al2O3导热复合材料,研究混沌混合加工对导热复合材料性能的影响。结果表明,随着FG含量的增加,导热复合材料的拉伸强度和弯曲强度均呈现先增大后减小的趋势,而断裂伸长率、冲击强度逐渐减小,弯曲弹性模量逐渐增大,加工流动性能变差。当FG质量分数为40%时,导热复合材料的拉伸强度和弯曲强度有最大值,分别为32.76,46.88 MPa;抵抗热变形能力和热稳定性能逐渐提高,热导率逐渐增大。当FG质量分数为50%时,维卡软化温度提高7.2℃,负载变形温度提高38.6℃,最大分解速率温度提高13.7℃,热导率是未填充FG的6.6倍、纯PP的7.9倍。制备的导热复合材料具有优异的力学、耐热、导热性能。     

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.     

PEEK/SiC-BN导热复合材料的制备与性能

采用双螺杆挤出、模压成型的方法以聚醚醚酮(PEEK)为基体,零维粒状碳化硅(SiC)和二维片状氮化硼(BN)为导热填料制备了导热PEEK/SiC-BN复合材料,研究了SiC粒径对PEEK/SiC-BN复合材料的导热性能、结晶性能以及热稳定性的影响。结果表明,SiC和BN的加入使复合材料的导热性能和热稳定性得到显著的提高,且当SiC的粒径为5μm时,复合材料的导热系数达到最大为0.63 W/(m·K)。同时,复合材料的熔融温度、结晶温度以及结晶度随SiC和BN的加入有不同程度的降低。     

BN粒径对PB-1/BN复合材料性能的影响

以聚丁烯-1(PB-1)为基体,不同粒径的氮化硼(BN)为导热填料,采用HAKKE转矩流变仪、模压成型工艺制备PB-1/BN导热绝缘复合材料,并研究了BN粒径对PB-1/BN复合材料的导热、结晶、流变以及力学等性能的影响。结果表明:BN的加入,PB-1/BN复合材料的导热率有了明显提高。其中,当BN质量分数为30%,粒径为5 000目时,复合材料的导热系数达到0.81 W/(m·K),较纯PB-1提高了2.375倍。同时,BN的加入,使PB-1/BN复合材料的流变性能均高于纯PB-1,而复合材料的熔融温度和结晶度均呈现降低趋势,力学性能也有不同程度的降低。     

偏心转子挤出机制备LCP/hBN复合材料的结构与性能

结合填充型导热复合材料分散效果以及力学性能较差的问题，以体积拉伸流变主导的偏心转子挤出机制备液晶高分子(LCP)/六方氮化硼(hBN)复合材料，研究hBN的含量对复合材料体系的微观形貌、热稳定性、导热性能、弯曲性能以及介电性能的影响。研究结果表明，偏心转子挤出机的强拉伸作用实现了hBN在LCP基体中沿熔体流动方向平行排列，以及填料在基体中优异的分散性和界面结合。并且，添加hBN后，显著提高了复合材料体系的热导率、热稳定性和弯曲模量，降低了复合材料体系的介电损耗，当添加少量的hBN时，复合材料体系的弯曲强度得到提高；当hBN含量为10%时，LCP/hBN复合材料体系的热导率为0.722 W/(m·K),为LCP的1.4倍，弯曲强度由116.70 MPa提升至137.57 MPa,弯曲模量由2 343 MPa提升至4 888 MPa。     

矿物形态对聚丙烯复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）/矿物填料复合材料,考察了云母与硅灰石粒径及其组合填充对复合材料力学及流动性能的影响。结果表明,PP/硅灰石复合材料的拉伸与弯曲强度、模量均随着硅灰石粒径的增大而下降,而复合材料的断裂伸长率随着硅灰石粒径增大而增大,缺口冲击强度随着粒径增大先减小后增大。当硅灰石的累计粒度分布百分数达到90%时的粒径(D₉₀)为8.72 μm时,复合材料的弯曲强度、拉伸及弯曲弹性模量与缺口冲击强度分别较纯PP提高了7.77%,119.0%,100.4%与17.46%。PP/云母复合材料的拉伸与弯曲强度随着云母粒径的增大先下降后上升,断裂伸长率、缺口冲击强度与熔体流动速率随着云母粒径增大而下降,复合材料的拉伸与弯曲弹性模量随云母粒径的增大而增大。当云母的D₉₀为60.09 μm时,复合材料的弯曲强度、拉伸及弯曲弹性模量与缺口冲击强度分别较纯PP提高了10.43%,177.6%,172.8%与17.46%。硅灰石与云母组合填充PP的力学及加工性能基本介于单独填充硅灰石与云母所得到的复合材料性能之间,两者组合填充不能产生协同效应。     

PP/KPEG/MWNTs导热复合材料制备及性能

将可膨胀石墨(KPEG)和多壁碳纳米管(MWNTs)混合填料填充至聚丙烯(PP)制备PP/KPEG/MWNTs导热复合材料。保持混合填料总质量分数30%不变,改变两者质量比进行试验。结果表明,随着MWNTs填充比例增加,导热复合材料的拉伸强度呈先增大后减小趋势,而缺口冲击强度总体呈下降趋势。与纯PP相比,当MWNTs与KPEG质量比为1∶5(MWNTs质量分数为5%)时,导热复合材料的热导率提高了328.4%;MWNTs可提高复合材料热稳定性,但改变其与KPEG质量比在试验范围内对热稳定性影响较弱。     

聚丙烯/高密度聚乙烯/氮化硼导热复合材料的制备及性能研究

以聚丙烯（PP）/高密度聚乙烯（HDPE）共混物为基体，六方氮化硼（h-BN）为导热填料，聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）为相容剂，通过熔融共混法制备PP/HDPE/h-BN和PP/HDPE/h-BN/PP-g-MAH导热复合材料。采用导热系数仪、场发射扫描电镜、万能试验机、热分析仪等测试导热复合材料，研究不同含量的h-BN、PP-g-MAH对复合材料导热性、力学性能、结晶性能和耐热性的影响。结果表明：随着h-BN含量的增加，PP/HDPE/h-BN复合材料的弯曲强度、热导率和耐热性提高。当h-BN含量为20%，复合材料的弯曲强度达到41.02 MPa；当h-BN含量为25%，复合材料热导率达到0.372 1 W/（m·K）。h-BN对PP的结晶具有促进作用，提升PP的结晶速率和结晶温度。PP、HDPE与h-BN质量比为64∶16∶15时，添加5%的PP-g-MAH，增强了h-BN和基体材料的界面相容性，复合材料的弯曲强度达到42.72 MPa，拉伸强度达到26.64 MPa，热导率达到0.356 1 W/（m·K）。     

超细滑石粉填充PC／ABS合金力学性能研究

选择三种不同粒径的滑石粉(1.5、2.5、5μm)经过5%的偶联剂KH550(溶于95%的乙醇溶液)表面处理后,填充PC/ABS合金.结果表明:当滑石粉粒径为5μm时,最佳填充质量分数为20%,缺口冲击强度为171J/m,具有最佳的力学性能和成本优势.添加相容剂M(ABS-g-MAH)于该复合材料中,弯曲和拉伸模量得到明显增加,但不能提高其缺口冲击强度.     

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。     

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。