PA6基绝缘导热工程塑料老化性能研究

将聚酰胺6(PA6)按比例与导热填料(氧化铝、氮化硼)、玻璃纤维及抗氧剂经挤出共混法制得绝缘导热复合材料。研究了不同热老化条件下PA6基导热复合材料的老化行为,重点研究了老化温度和老化时间对材料老化性能的影响,并与纯PA6材料进行了对比。结果表明:材料的老化由表及里发生,样品表层及次外层的老化破坏强于内层;随着老化温度的升高,材料的老化进程加快,且PA6基导热材料比纯PA6材料更耐老化。材料的力学性能受老化温度和老化时间的影响最大,在老化初期,材料的力学性能因结晶重排和应力松弛而上升,之后随老化时间的延长而下降;材料的导热系数受老化时间的影响较小,但随测试温度的升高而略有减小;老化温度及时间对于材料密度及结晶温度、熔融温度及结晶度的影响不大。     

氧化锌填充PA6制备绝缘导热塑料的研究

采用十六烷基三甲氧基硅烷对亚微米氧化锌粉体进行表面有机化改性，将此改性氧化锌与PA6复合制得导热PA6塑料，并对其性能进行研究。结果表明：改性后氧化锌粉体的吸油值比改性前降低了67%；改性氧化锌粉体在PA6树脂基体中分散均匀，PA6表现出良好的熔体流动性；当添加改性氧化锌的体积分数为25%时，PA6塑料表现出良好的导热性和绝缘性，其热导率达到1.05 W/(m·K)，体积电阻率为7.29×1010Ω·m。     

碳纳米管-玻璃纤维绝缘导热复合材料的制备及性能研究

为研究玻璃纤维、碳纳米管共改性环氧复合材料导热特性,制备了不同含量碳纳米管、玻纤填充的环氧复合材料试样,并测试了其体积电阻率、介电常数、介质损耗正切角、交流短时击穿电压及导热系数,分析了各填充组分对复合材料绝缘及导热特性的影响。实验发现,向环氧基体中添加少量碳纳米管,对其体积电阻的影响很小;但向玻纤增强的环氧树脂中掺杂碳纳米管,则可提高其体积电阻率和击穿电压,降低其介电常数和介质损耗,且当碳纳米管和玻纤的掺杂量分别取0.2wt%和40wt%时,材料绝缘效果最佳,能够满足母线运行绝缘要求。同时,环氧复合材料导热系数与玻纤含量呈正相关特性,单玻纤填充量为40wt%时,其导热系数可达到0.638W/(m?K),而双组分填充时则可升至1.286 W/(m?K)。研究表明,碳纳米管与玻纤在共改性环氧树脂过程中导热存在互助效应,在兼顾环氧复合材料电气绝缘的同时,可进一步改善其导热性能,从而降低母线温升。     

覆膜砂法制备导热绝缘复合材料

以铬铁矿砂和酚醛树脂为主要原料获得覆膜砂,并利用热压固化法制备导热绝缘复合材料。研究了热压成型压力和酚醛树脂含量对复合材料热导率、体积电阻率和热膨胀系数的影响。结果表明:复合材料的热导率随成型压力的增加而增大;随着树脂含量的增加,热导率呈先增加后降低的趋势,体积电阻率不断增加,热膨胀系数变化不大;当成型压力为69.3 MPa,酚醛树脂含量为5%时,复合材料的热导率可达1.66 W/(m?K),体积电阻率为1.18×10~(11)Ω?m,热膨胀系数为8.23×10~(-6)/K,复合材料的综合性能良好。     

无规氧化铝/环氧复合材料导热绝缘性能的研究

环氧树脂作为电子器件、电机绝缘封装的主要材料,迫切需要提高其导热性能,以满足更苛刻的使用需求。通过采用无规形貌氧化铝(i-Al₂O₃)填充共混改性环氧树脂,研究不同体积分数i-Al₂O₃对环氧树脂导热系数及其他性能的影响。结果表明：随着i-Al₂O₃体积分数的增加,环氧共混物的黏度逐渐增加,拉伸强度先上升后下降,热稳定性逐渐提高,导热性能逐渐增强。当i-Al₂O₃的体积分数为45%时,环氧复合材料的综合性能良好,其导热系数达到了1.44 W/(m·K),较纯环氧树脂的0.21 W/(m·K)提高了585.7%,并且体积电阻率保持在1014Ω·cm。     

高绝缘室温硫化导热硅橡胶的制备及性能

以端羟基聚二甲基硅氧烷为基体硅油,Al_2O_3为基础导热填料,以二氧化硅(SiO_2)部分代替Al_2O_3,制得高绝缘室温硫化导热硅橡胶,再用纳米Al_2O_3对高绝缘室温硫化导热硅橡胶进行改性,并对其绝缘性能、导热性能、力学性能等进行测试分析。结果表明:当SiO_2、Al_2O_3的配比为60∶40、总填充量为65%时,硅橡胶的电气强度可达27.1 k V/mm。当纳米Al_2O_3填充量占粉体总量的1.5%时,硅橡胶的电气强度达到28.0 k V/mm,渗油率为0.9%,综合性能良好。     

氟化石墨烯绝缘导热性能及其聚酰亚胺复合材料性能研究进展

便携式电子设备的发展对于高导热和电绝缘的热管理材料需求越来越大,氟化石墨烯（FG）作为一种新兴的具有高热导率及电绝缘性的导热填料受到了科学界的广泛关注。本文总结了FG的制备方法、结构与性能关系等,特别对FG的导热机理进行了分析,同时系统阐述了FG作为功能填料复合改性聚酰亚胺（PI）的最新研究进展,并对存在的问题和挑战进行了总结和展望。     

导热绝缘高分子复合材料的研究进展

近年来,随着微电子行业的快速发展,通过添加导热绝缘填料制备导热绝缘高分子复合材料受到广泛关注。本文综述了导热绝缘复合材料的导热绝缘机理,详细介绍了导热绝缘高分子复合材料的影响因素,主要涉及导热绝缘填料及其几何尺寸、填料在基体中的分散状态以及填料表面改性等,并概述了导热绝缘高分子复合材料的应用现状,最后对未来导热绝缘高分子复合材料的研究方向提出了建议与展望。     

球形氮化硼/环氧复合材料的制备及绝缘性能研究

针对常规片状氮化硼比表面积大,与环氧树脂复合时会急剧增大树脂黏度的问题,本研究制备了球形氮化硼,并将其作为填料与环氧树脂复合制备了球形氮化硼/环氧复合材料。研究了球形氮化硼/环氧复合材料的制备工艺和固化特性,对比研究了片状/球形氮化硼填料的形貌和填充量对环氧树脂复合材料力学性能和电学性能的影响规律。结果表明：随着反应温度升高,环氧树脂的固化度呈现“S”型曲线变化,整个固化过程可大致分为“慢-快-慢”3个阶段。力学性能方面,加入少量氮化硼可以提高环氧树脂复合材料的力学性能;高填充量时,球形氮化硼/环氧复合材料比片状氮化硼/环氧复合材料具有更优异的力学性能。电气性能方面,环氧树脂复合材料的相对介电常数随填料含量的增加而增大,介质损耗因数均低于0.02;与片状氮化硼/环氧复合材料相比,球形氮化硼/环氧复合材料的“填料-树脂”界面减少,具有更低的相对介电常数和介质损耗因数;添加适量的氮化硼能够显著提高复合材料的体积电阻率和电气强度。     

PA46/玻璃纤维复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混的方法制备了玻璃纤维(GF)增强聚己二酰丁二胺(PA46)复合材料,研究了玻璃纤维用量对PA46/GF复合材料力学性能、热性能、介电性能和结晶性能的影响以及硅烷偶联剂种类对GF表面处理效果的影响。结果表明:复合材料的拉伸强度、弯曲强度、负荷变形温度、起始分解温度、电气强度和相对介电常数随GF用量的增加而增加,悬臂梁无缺口冲击强度和缺口冲击强度随着玻璃纤维的增加呈先增加后降低的趋势,硅烷偶联剂的加入可以改善复合材料的力学性能。通过差示扫描量热仪(DSC)研究发现,玻璃纤维具有异相成核剂的作用,但玻璃纤维过多时,会阻碍PA46分子链段的运动重排,阻碍结晶。     

短切碳纤维/AlN/环氧树脂绝缘导热复合材料性能研究

通过浇注工艺制备了短切碳纤维/AlN/环氧树脂复合材料,研究了复合材料热、电和力学性能。结果表明,复合材料的热导率、介电常数、弯曲强度和模量随短切碳纤维含量增加而上升,其电阻率则下降。当短切碳纤维体积含量由0变化到1.8%时,复合材料的热导率由1.14W.m-1K-1提高到1.45W.m-1K-1;弯曲强度和模量分别提高了14%和13%;而体积电阻率和表面电阻率分别由2.69×1015Ω.m和2.09×1013Ω降到6.16×1012Ω.m和2.95×1010Ω。复合材料的热膨胀系数随碳纤维含量变化不大。     

高导热绝缘高分子复合材料的研究进展

介绍了高导热绝缘高分子复合材料的导热机理,讨论了影响高导热绝缘高分子材料导热性能的主要因素,阐述了高导热绝缘高分子材料的发展方向。     

环氧树脂基导热绝缘复合材料的研究进展

分析了环氧树脂基导热绝缘复合材料的导热机理,主要从填料的种类、粒径、用量、表面处理及复配等方面综述了环氧树脂基高导热绝缘复合材料的研究进展,并对环氧树脂基导热绝缘复合材料的应用前景及重点研究方向进行了展望.     

氮化硼纳米片取向对环氧复合材料导热及绝缘性能的影响

在BN/环氧树脂混合料的固化过程中施加不同直流电场制备了纳米BN取向程度不同的环氧复合材料,研究不同电场强度对BN纳米片取向程度的影响,同时探讨BN纳米片取向程度对环氧复合材料热导率和电性能的影响。结果表明：随着直流电场强度的增大,BN纳米片的取向与电场方向更相近,环氧复合材料的热导率得到提升,介电常数和电导率增大。通过调控BN纳米片的分布取向,实现了环氧复合材料导热性能和绝缘性能的协同提升。     

高导热绝缘聚合物纳米复合材料的研究现状

绝缘材料的热管理能力在电气装备、电子器件的性能、寿命和稳定性方面发挥着至关重要的作用。近些年,高功率密度和高集成已成为电气设备和电子器件的发展方向,单位体积内所产生的热量越来越高,良好的散热能力就成为保证其长时间稳定运行的关键因素。因此高导热绝缘聚合物纳米复合材料的研究备受关注。为此,综述了导热填料的种类、特性及其在制备导热绝缘纳米复合材料中的应用,特别关注了通过控制聚合物复合材料的微观结构,如控制导热填料取向、双阈渗结构、纳米填料自组装形成连续导热网络等方法。最后,建议利用纺丝方法将导热纳米材料有效串联起来构筑高导热通路(简称热线),从而实现定向高导热柔性绝缘材料,也展望了高导热绝缘聚合物纳米复合材料未来的发展方向。     

环氧树脂/氮化硼微纳米复合材料的导热与电气绝缘性能研究

以环氧树脂(EP)为基体,采用行星共混法制备了不同质量分数的微米BN/EP复合材料(EPM)和纳米BN/EP复合材料(EPN),分析了BN微、纳米填料对复合材料导热性能和电气绝缘性能的影响及其机理。结果表明:相同的BN质量分数下,EPN比EPM具有更高的热导率。EPM和EPN的电气强度随BN质量分数的提高先增大后减小,在相同BN质量分数下,EPN比EPM具有更高的电气强度;EP、EPN以及EPM的介电常数(εr)和介质损耗因数(tanδ)均随温度的升高而增大;同一温度下,EPM和EPN的εr均大于EP,而tanδ均小于EP。在80℃以下,EPM和EPN与EP的电导率相差不大;而在80℃以上,EPM和EPN的电导率显著低于EP,并且相同BN质量分数的EPN电导率明显低于EPM。BN微纳米填料的填充可显著提高环氧树脂的导热性能和高温下的电气绝缘性能。     

可应用于带电作业装备防护的高导热绝缘复合材料的制备

高分子基体与高导热填料复合的导热绝缘复合材料是解决带电作业机器人等机械设备绝缘防护、电子电气设备散热问题的良好解决方案.本研究采用硅烷偶联剂KH550对微米级氧化铝(A12O3)表面进行修饰,混合高导热的碳纳米管(CNT)作为导热填料,选用耐受温度范围广和耐腐蚀的硅橡胶(SR)作为高分子基体,制备了硅橡胶复合材料,并对其性能进行测试.结果表明:A1203/CNT混合填料总含量在10％,CNT占比为0.3％时,SR复合材料的热导率高达0.268 W/(m·K),相比SR提升了103.1％,体积电阻率为10.5x1012 Ω·cm,相对介电常数几乎不变,邵氏A硬度和杨氏模量略微增大.     

SBR改性DMC/MVQ绝缘复合材料的制备及性能研究

以硅橡胶（MVQ）为基相,以团状模塑料为增强相,以丁苯橡胶（SBR）为相容剂制备了DMC/SBR/MVQ绝缘复合材料,研究了SBR的用量对MVQ性能的影响及混合方式和硫化条件对复合材料性能的影响。结果表明：通过SBR和MVQ共混制得的并用胶性能优于纯MVQ和DMC/MVQ的性能,DMC、SBR、MVQ最佳配比为60∶25∶75;其最佳的混炼方式是将MVQ和SBR分别进行混炼,白炭黑和DMC分批加入;最佳硫化条件为：温度180℃,压力1.2 MPa,时间15 min,制备的复合材料的体积电阻率大于4.9×1012Ω·m,SBR的加入提高了DMC/MVQ绝缘复合材料的性能。     

环氧树脂/改性氮化硼导热复合材料的制备与性能研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性氮化硼(BN),以此微粒为导热填料制备了环氧树脂(EP)/改性BN导热绝缘复合材料。研究了改性BN含量对复合材料导热性能、电绝缘性能及热稳定性能的影响。结果表明:改性BN能够均匀分散于环氧树脂复合材料中;随着改性BN的加入,复合材料的热导率逐渐上升,体积电阻率略有下降,当改性BN的含量为14.6%时,复合材料的热导率达到0.62 W/(m·K),较纯环氧树脂的热导率提高了169.6%,且复合材料仍保持优异的绝缘性能;随着BN含量的增加,复合材料的热分解温度呈现先升高后降低的变化趋势,当BN的含量为10.2%时,复合材料失重10%时的热分解温度(T10)上升到最高值376.4℃,较纯环氧树脂提高了18℃。     

聚合物基导热绝缘复合材料研究与应用进展

导热绝缘材料是保障微电子设备、电力装备工作效率和稳态运行必不可少的部分,但随着设备功率的提高,目前主流的硅基材料难以满足高集成技术、微电子封装、大功率电力装备等关键技术对材料导热、绝缘以及力学性能的要求,亟待开发下一代导热绝缘材料。聚合物基导热绝缘材料因其优异的绝缘、导热和机械延展等优异特性而被广泛关注,该文主要以聚合物基复合材料内部结构对导热、绝缘及力学性能的影响为基础,分析总结填料种类、含量、填料尺寸以及填料的复合网络对聚合物热导率的影响规律,并对复合材料的结构设计方法及在各领域的应用现状进行全面梳理与总结,为高导热绝缘复合材料的设计与性能优化提供指导,推动其规模化应用。