ZCNTs/EP 复合材料的制备及其介电、导热性能

以环氧树脂 (epoxy resin, EP) 作为基体, 在多壁碳纳米管 (multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs) 表面通过原位生长 2-甲基咪唑锌盐 (ZIF-8), 得到 ZIF-8/MWCNTs (ZCNTs) 复合材料。通过改变 EP 基体中 ZCNTs 含量, 制备 ZCNTs/EP 系列复合材料, 并对其介电、导热性能进行研究。研究结果表明, 当填料 ZCNTs 质量分数为 0.3%,频率为 10² Hz 时, ZCNTs/EP 复合材料的介电常数为 8.19; 频率为 10² ～ 10⁷ Hz 时介电损耗始终低于 0.025。同时,ZCNTs/EP 的导热系数达到 0.467 W/(m·K), 比纯 EP 的导热系数提高了 116%, 显著提升了 ZCNTs/EP 复合材料的导热性能。     

环氧树脂/碳纤维导热复合材料研究进展

为提高碳纤维复合材料的导热、老化以及其他力学性能,本文探讨了以环氧树脂为基体,以具有优良的力学性能的碳纤维为导热载体,制备具有良好性能的导热复合材料的制备工艺。同时,研究了碳纤维增强环氧树脂基体的热传导机制,以及近些年来环氧树脂基导热复合材料的科研现状。     

辛醇接枝碳纳米管复合相变材料的导热性能研究

通过将碳纳米管（CNTs）用混酸进行处理后在其表面以正辛醇（C8H17OH）进行接枝处理,制得接枝C8H17O-CNTs。经红外光谱分析,所得接枝产物出现区别于C8H17OH上的C-O键特征吸收峰,表明接枝成功。在熔融的石蜡（PW）中加入接枝产物并进行搅拌和恒温超声后制得均匀复合物。复合物导热系数的测量结果表明,随温度的升高纯PW和各个组成的复合物的导热系数基本呈现下降趋势。复合物的导热系数基本随C8H17O-CNTs的含量的增加而增大。其中含质量分数为1.0%C8H17O-CNTs的复合物的导热系数较纯PW的导热系数在各个测量温度都提高了大约0.06 Wm-1K-1。     

真空珠光砂和真空岩棉绝热性能研究

实验测定了珠光砂（６０目～８０目）和岩棉两种材料在不同压力、不同温度和不同厚度下的表观导热系数．采用双热流模型给出数值求解结果,并采用渐近拟合的方法求得了预测表观导热系数的半经验公式．     

SiO2@GNP/LDPE 复合材料的制备及其介电、导热性能

5G通信的快速发展对低介电常数高导热系数的介质材料提出了明确要求。通过溶胶-凝胶法,将球状二氧化硅(SiO_2)紧密包覆在片状石墨烯(GNP)上,得到SiO_2@GNP (SG)复合材料,再将其填充至低密度聚乙烯基体(LDPE)中,制得SG/LDPE (SGL)复合材料。研究表明,相比于纯LDPE,当填料含量为1%时, SGL复合材料的介电常数相比纯LDPE降低了13.3%(10 Hz),介电损耗低于0.021 (10～106Hz),导热系数达到了0.555 W/(m·K),较纯LDPE相比提升了15%,显示出良好的电绝缘性和导热性。这类具有低介电常数、低介电损耗和高导热系数的复合材料,能够扩大应用场景,提高使用寿命,为5G通信领域的广泛应用提供一个可行的方向。     

UMTE复合材料的制备及其介电、导热性能

面对超大规模集成电路的发展和严苛的应用环境, 从市场需求入手, 通过原位生长的方法, 将二维杂化材料 MOFs (UIO-66) 包覆在多羟基碳纳米管表面, 制备出UMT 纳米材料, 并掺入环氧基体(EP) 中, 制得UMTE 复合材 料。研究表明, 相比于纯EP, 0.5% UMTE 复合材料介电常数下降了8.7%, 介电损耗始终低于0.035 (100~10⁷ Hz), 纳 米填料含量达到2% 时, UMTE 复合材料热导率提高了233%, 具有良好的电绝缘性、导热性。这类低介电常数、低 介电损耗、高导热的复合材料为设计微电子行业所需的环氧树脂材料提出了新的研究思路。     

玻化微珠保温砂浆的吸放湿及导热性能

针对湿热地区潮湿气候作用下建筑保温砂浆受潮的规律,采用天平称重法对玻化微珠保温砂浆进行了自然状态吸放湿实验,并采用热湿气候风洞实验法对其质量平衡含湿率进行测定,进而采用平板法对其湿平衡状态下的导热系数进行了一系列测试分析。结果表明,在南方地区潮湿气候条件下玻化微珠保温砂浆质量平衡含湿率约为3．55％;湿平衡状态下玻化微珠保温砂浆导热系数修正系数在1．04～1．11之间,平均值为1．08,考虑受潮现象的复杂性,建议在实际建筑工程节能设计时,该修正系数宜取1．10。     

填料粒子对复合材料导热性能影响的数值模拟

应用ANSYS Workbench软件中的稳态热分析模块,主要针对填料的几何形态、空间取向和空间堆积方式进行了数值模拟。结果发现:体系的导热系数随着填充填料的几何形状变化而变化,其中填充纤维状填料的体系导热系数最优;纤维状填料/橡胶基体的导热系数随着纤维填料长径比的增加而变大;纤维填料的空间取向对导热性能有显著影响,不同粒径的颗粒混杂及颗粒与纤维混杂都能使体系具有更高的导热系数。     

碳纳米管表面羟基化及其纳米流体的导热性能研究

采用强碱机械球磨技术对碳纳米管进行表面功能化。红外光谱和Zeta电位测试结果表明,处理后的碳纳米管表面已被羟基化;扫描电镜结果表明,处理后的碳纳米管已被截断短化。表面功能化并被截断短化的碳纳米管能够均匀稳定地分散在水中,得到的水基含碳纳米管纳米流体具有良好的传热性能。当碳纳米管体积分数为1．0％时,与水相比它的导热系数提高达17．5％。由于纳米粒子的润滑作用,在碳纳米管体积分数较低（Ф〈0．004）的情况下,含碳纳米管纳米流体的粘度要比基体流体水的粘度低;当碳纳米管的体积分数高于0．004时,含碳纳米管纳米流体粘度随着碳纳米管含量的增加而升高。     

电子封装用高导热金刚石/铜复合材料的研究进展

金刚石/铜复合材料由于具有热导率高、热膨胀系数低等优异的特性,已经逐步替代传统的散热材料,成为新一代电子封装材料。近年来,价格不断下降的人造金刚石和铜这种相对价格低廉的金属结合,实现人们对电子封装材料性能优越、成本可控的要求。介绍了金刚石/铜复合材料的主要制备方法以及如何改善与提高这类材料的热导率。然而,对于当前工业化的迅猛发展以及5G时代的到来,如何实现高热导率的金刚石/铜复合材料的大规模工业生产,仍然是一个挑战。     

高性能双组分环氧树脂浇注体系的热性能研究

为不降低环氧树脂的力学性能和热性能而实现增韧,近年来人们又发展了用耐热性高和力学性能良好的热塑性树脂增韧环氧树脂。采用聚芳醚酮树脂（ PAEK ）粉末为改性剂,制备高性能双组分环氧树脂材料,并利用扫描电子显微镜（ SEM ）和热重/差热分析仪对材料的脆断断口形貌和碎末进行了观察与分析。结果表明,纯环氧树脂的升温DSC曲线表现为放热反应,而环氧树脂共混体系的升温DSC曲线表现为吸热反应;同时PAEK粉末的加入显著提高了环氧树脂浇注体系的热分解温度,提高了其热稳定性。 SEM分析结果表明,PAEK粉末的加入,提高了基体材料的韧性。     

环氧树脂黏结材料与钢桥面相互作用研究

通过对目前钢桥面铺装层与钢板之间存在的问题进行分析,可知黏结层失效或脱层是钢桥面沥青混合料铺装的主要破坏类型之一,也是钢桥面铺装特有的一种破坏类型．笔者研究了黏结材料上的选取、工作温度的选定以及各温度状态下材料的性能测试,得出了材料抗剪、抗拉强度数值,对比后发现传统黏结材料已经不能满足现代工况要求,新型配比的高性能环氧树脂黏结材料需要深入研究．     

环氧树脂体系固化反应动力学特征

采用非等温差式扫描量热方法(DSC)对双酚A型环氧树脂(E-51)与日本TAF环氧沥青(J-2)固化剂的固化反应动力学特征进行了研究.根据不同升温速率下环氧树脂体系固化反应的DSC曲线特征,通过n级自催化反应模型,求解出固化反应动力学参数,进而得到其固化反应动力学方程,探讨其固化反应机理.试验结果表明,通过固化反应动力学模型所得到的曲线与试验得到的DSC曲线吻合较好,所确立的模型在5～25 K/min的升温速率下能较好地描述环氧树脂体系固化反应过程,为研究环氧沥青固化机理提供理论基础,有利于制定和完善环氧沥青合理的固化工艺.     

三氧化二铝对环氧树脂固化动力学及 热降解动力学的影响

采用热分析法研究了高含量Al₂O₃填料对环氧树脂（E51）/二氨基二苯甲烷（DDM）体系的固化表观活化能、热降解动力学和性能的影响.非等温差式扫描量热法（DSC）固化动力学研究表明,加入Al₂O₃体系的反应活化能由51.49 kJ/mol降低至48.12 kJ/mol;用n级非等温动力学法分析获得了固化反应的动力学参数.利用热重分析研究了环氧固化物体系的热降解动力学,用FWO方法计算固化物降解活化能结果表明,Al₂O₃粉体对E51/DDM体系初始分解活化能影响不大,当降解率达到30%时,Al₂O₃粉体对E51/DDM体系分解有明显的抑制作用.热重红外联用测试结果表明,甲烷、羰基化合物、胺和双酚A是E51/DDM热分解过程中的主要产物,Al₂O₃粉体能提高E51/DDM体系的热稳定性.动态热机械研究表明,Al₂O₃的加入增大了环氧树脂固化产物的储能模量.DSC测试结果表明,Al₂O₃加入后,体系的玻璃化转变温度由114.16℃提高到121.51℃.     

甘油环氧树脂的研制

报道了二步法合成甘油环氧树脂的工艺。讨论了溶剂、温度、摩尔比对反应速率的影响，确定了最佳反应条件。用红外光谱对产物进行了表征。     

AE/VTMS二元共聚物的合成研究

以丙烯酸环氧树脂(AE),乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)为单体,通过溶液聚合制备了含有机硅氧烷的二元共聚物溶液.通过正交实验对工艺条件进行了优化,研究了单体配比对转化率的影响,并用IR表征了共聚物的结构,热失重法(TGA)对其稳定性进行了分析测试.结果表明:共聚物中成功地引入了有机硅链节,且随着硅含量的增加,共聚物耐热性提高.     

制备工艺对CNTs/EP复合材料性能的影响

采用溶液共混法制备碳纳米管(CNTs)/环氧树脂(EP)复合材料,主要研究丙酮用量、混合方式、超声时间、CNTs含量等制备工艺对复合材料的热性能和导电性能的影响.通过用SEM、DSC,TGA以及万用表对复合材料进行分析表征,结果表明,丙酮的加入量越多,超声时间越长,CNTs/EP的复合材料的导电性越好,CNTs在复合材料中分散性也好,而随着CNTs含量增加,复合材料的导电性按照逾渗理论的规律提高,且逾渗闶值出现在0.5 0A～1%范围内.利用超声处理伴随着搅拌这种混合方式所得复合材料的导电性最好,加入碳纳米管的复合材料玻璃转化温度Tg和热稳定性能较纯EP有显著提高.