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。     

增韧导热环氧树脂/氮化硼复合材料的制备与表征

采用种子乳液聚合方法制备了聚（丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸缩水甘油酯）核壳增韧剂（PBMG）,并用湿法球磨与超声辅助相结合的方法对六方氮化硼（h-BN）进行改性,制备的改性氮化硼（MBN）可提高环氧树脂（EP）的热导率。最后采用机械共混方法制备了环氧树脂/增韧剂/改性氮化硼（EP/PBMG/MBN）复合材料。通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、动态激光光散射（DLS）、热导率和力学性能等测试对核壳增韧剂的粒子形成、改性氮化硼和复合材料进行了表征。结果发现：最终制备的聚丙烯酸酯乳胶粒子呈现明显的核壳结构,且粒度分布很窄。当聚丙烯酸酯增韧剂添加量为5%、改性氮化硼为8.99%时,环氧树脂/增韧剂/改性氮化硼复合材料的冲击强度和热导率比纯环氧树脂（EP）的分别提高了133%和171%。随着未来的基板材料要求有效的热耗散,这种复合材料有望用于微电子工业上。     

用于导热绝缘环氧树脂复合材料的氮化硼改性研究进展

环氧树脂是电子器件常用的绝缘高分子基体材料,但存在导热性偏低的问题。六方氮化硼(h-BN)常被用于环氧树脂的导热填料,而h-BN的化学惰性使其在环氧树脂中的分散性和相容性较差,限制了其作用的发挥,因而对其进行改性就成了导热绝缘环氧树脂复合材料制备中需要面对的一个重要问题。本文主要总结了近年来用于导热绝缘环氧树脂复合材料的氮化硼的改性方法及其特点,其中包括剥离、包覆、场取向和杂化等物理方法,以及功能化、偶联剂修饰、活性剂修饰、化学接枝等化学方法,并对BN改性今后的发展趋势进行了讨论。     

不同粒径氮化硼填充环氧树脂/玻璃纤维绝缘导热复合材料的研究

以聚砜改性环氧树脂为基体,通过高温模压制备了环氧树脂/玻璃纤维/氮化硼复合材料,研究了不同粒径及不同氮化硼导热粒子用量对复合材料导热性能、力学性能和电性能的影响。结果表明,大粒径粒子有利于复合材料力学性能的提高,小粒径有利于导热性能的提高;随着氮化硼用量的增加,复合材料的导热性能升高,力学性能呈现先增后降趋势,当氮化硼用量为10%(质量分数,下同)时,复合材料的冲击强度和弯曲强度均达到最佳,当氮化硼用量为20%时,复合材料仍保持较好的电性能。     

铝掺杂氧化锌晶须/环氧树脂抗静电性能研究

采用新的铝掺杂方法,降低了氧化锌晶须的本体电阻率;研究了铝掺杂对氧化锌晶须电阻率的影响。含20%掺量的氧化铝使氧化锌晶须的表面电阻率从107~108Ω降低到1·6×106Ω,体积电阻率从108~109Ω·cm降低到7·1×105Ω·cm;研究了铝掺杂氧化锌晶须对环氧树脂抗静电性能的影响,铝掺杂氧化锌晶须的添加量为8%,使涂层的表面电阻降低到7·2×1010Ω。     

偶联剂对T-ZnO晶须/环氧树脂复合材料的影响

研究了偶联剂KH－560对T－ZnO晶须／环氧树脂复合材料的影响。结果表明：偶联剂KH－560分子一端通过化学键进入环氧树脂的大分子中，另一端与T－ZnO晶须形成较强的氢键，在晶须与基体之间形成有效界面层，起到桥接基体与晶须和吸收能量的作用，有利于T－ZnO晶须起增韧增强作用。偶联剂在晶须表面形成薄层有利于提高材料的拉伸和弯曲强度，而较厚层可形成柔性的缓冲区，有利于吸收应力，提高压缩和冲击性能。     

聚苯硫醚/氧化锌晶须复合材料的研究

研究了制备聚苯硫醚/氧化锌晶须复合材料的方法，探讨了经表面处理后的氧化锌晶须与聚苯硫醚在熔融剪切状态下的共混工艺条件，并对复合材料的力学性能和电学性能及微观结构进行了表征。结果表明，氧化锌晶须含量、偶联剂的选择及复合材料制备工艺对复合材料的性能有较大影响；由导电型氧化锌晶须制得的聚苯硫醚/氧化锌晶须复合材料可用作高性能抗静电材料。     

T-ZnO晶须增强环氧树脂复合材料的抗静电性

研究了T—ZnO晶须增强环氧树脂复合材料的抗静电性。结果表明：具有半导体性的T—ZnO晶须在复合材料中，相互搭接形成导电通路，以价带传导方式传导电荷，而起抗静电作用，使环氧树脂材料的体积电阻率降低了8个数量级，用比表面因子修正了网络形成临界体积分数模型。T—ZnO晶须的网络形成临界体积分数(0．057)是球形粒子的网络形成临界体积分数(0．38)的1／10。     

四针状氧化锌晶须对环氧树脂等温固化动力学的影响

用Kamal自催化模型分析了具有三维结构的四脚针状氧化锌晶须(T-Zn Ow)对E51环氧树脂等温固化动力学的影响。结果表明,该固化过程不是单纯的n级反应,而具有自催化反应特征,固化过程符合Kamal自催化模型。根据该模型对固化体系进行分析后可知,动力学常数k1、k2随T-Zn Ow的含量提高而增大,说明T-Zn Ow具有很好的促进环氧树脂固化的能力。在低含量时,三维的T-Zn Ow对环氧树脂固化过程的影响实际上为晶须结构中一维针状体的作用。但是,在T-Zn Ow含量为5wt%时,体系的固化反应活化能有了较大幅度反弹。这表明高含量情况下,四针状的T-Zn Ow间可能会搭接并形成连续网络结构,从而限制了环氧树脂分子的运动。值得指出的是,T-Zn Ow对环氧树脂固化过程后期的催化作用依旧较为明显。     

氧化锌晶须/聚丙烯复合材料性能的研究

制备了四针状氧化锌晶须(T—ZnOw)／聚丙烯复合材料,研究了不同偶联剂处理的T—ZnOw及其用量对复合材料力学性能的影响,并对偶联机理做了初步探讨。研究结果表明,当添加T-ZnOw质量分数为20％时,复合材料的力学性能最好;与处理前相比,处理后的T—ZnOw复合材料的拉伸强度和冲击强度有不同程度的提高;不同偶联剂处理的T—ZnOw对复合材料力学性能的影响不同。     

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。     

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.     

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。     

环氧树脂基导热复合材料的研究

概述了国内外近年来环氧树脂导热复合材料的研究进展,简要分析了复合材料研究中存在的问题,并对其未来发展方向进行了展望。     

纳米ZnO/ZnOw/HDPE抗菌性能及力学性能研究

研究了氧化锌晶须（ZnOw）对纳米ZnO／HDPE（高密度聚乙烯）抗菌性能的影响，并对制备的抗菌塑料表面形貌、力学性能等进行表征。结果表明，纳米ZnO／ZnOw／HDPE复合抗菌塑料的抗菌效果优于纳米ZnO／HDPE抗菌塑料的，添加ZnOw的复合抗菌材料在抗菌剂质量分数为2％时，对大肠杆菌的抗菌率已达到99．9％，相当于纳米ZnO的添加量为1.4％时，抗菌率即可达到99．9％。ZnOw可有效改善纳米ZnO的表面分散状态，并且复合抗菌剂的添加对材料的力学性能没有影响。     

Processable Thermally Conductive Polyurethane Composite Fibers

The demand for wearable electronics has resulted in an increasing interest in the development of functional fibers, with a specific focus upon the development of electrically conductive fibers incorporable into garments. However, the production of thermally conductive fibers for heat dissipation has been largely neglected. Owing to the very rapid development of miniaturized wearable electronics, there is an increasing need for the development of thermally conductive fibers as heat sinks and thermal management processes. In this study, thermally conductive but electrically insulating boron nitride nanopowder (BNNP) fillers are used to effectively enhance the thermal conductivity and mechanical properties of elastomeric polyurethane fibers. Thermal conductivity enhancement of more than 160% is achieved at very low loadings of BNNP (less than 5 wt%) with an improvement in the mechanical properties of the unmodified fiber. These thermally conductive fibers are also incorporated into 3D textile structures as a proof of processability.     

Fabrication and thermal conductivity of AlN/BN ceramics by spark plasma sintering

Aluminum nitride/boron nitride (AlN/BN) ceramics with 15–30 vol.% BN as secondary phase were fabricated by spark plasma sintering (SPS), using Yttrium oxide (Y₂O₃) as sintering aid. Effects of Y₂O₃ content and the SPS temperature on the density, phase composition, microstructure and thermal conductivity of the ceramics were investigated. The results revealed that with increasing the amount of starting Y₂O₃ in AlN/BN, Yttrium-contained compounds were significantly removed after SPS process, which caused decreasing of the residual grain boundary phase in the sintered samples. As a result, thermal conductivity of AlN/BN ceramics was remarkably improved. By addition of Y₂O₃ content from 3 wt.% to 8 wt.% into AlN/15 vol.% BN ceramics, the thermal conductivity increased from 110 W/m K to 141 W/m K.     

氮化硼粒子增强氰酸酯树脂基复合材料的研究

在玻璃布增强氰酸酯树脂（CE）基复合材料中加入氮化硼(BN)粒子,制得CE/玻璃布/BN复合材料。研究了BN粒子含量对复合材料性能的影响。结果表明,经偶联剂处理的BN粒子使体系凝胶时间缩短,反应活性略有提高。BN粒子的加入可以明显提高复合材料的弯曲强度和层间剪切强度,在BN加入量为8 %时,复合材料的弯曲强度和层间剪切强度达到最大值,分别提高了5 %和36 %。加入BN粒子后,复合材料的起始热分解温度都较未填充体系有所提高,耐热指数升高,热稳定性相应提高。