聚丙烯/膨胀石墨/碳纤维导热复合材料

研究了聚丙烯(PP)/膨胀石墨(EG)/碳纤维(CF)复合材料的导热、力学以及加工性能.研究发现:当膨胀石墨的质量含量达到20％时,热导率是纯聚丙烯的2倍,但熔体流动性能有所下降;添加1％的聚乙烯蜡可以明显改善体系的熔体流动性能;将膨胀石墨与5％的碳纤维杂化使用,热导率达0.91 W·m-1K-1,是纯聚丙烯的5倍,熔体指数达到1.72 g/10 min,同时该复合材料具有较好的力学性能.     

聚丙烯/鳞片石墨导热复合材料的制备及性能

以聚丙烯(PP)为基体,鳞片石墨(FG)为填料,通过添加偶联剂、开炼机混炼、模压成型的方法,制备了具有较高热导率和优良力学性能的PP/FG导热复合材料。考察了硅烷偶联剂的品种及用量、FG的粒径及含量对复合材料热导率和力学性能的影响。结果显示,使用偶联剂处理的FG对复合材料的力学性能具有一定的增强作用,但是材料的热导率降低;当KH 550添加量为FG含量的1%时,材料的力学性能最好;随着FG粒径的增大,材料的热导率明显提高,力学性能相应下降,粒径为17μm的FG与148μm的FG制备的复合材料相比,热导率提高了52.3%,拉伸强度和弯曲强度分别由34.4 MPa和51.5 MPa下降到25.1 MPa和43.0 MPa;随着FG含量的增加,材料的热导率增大,当17μm的FG含量为70%时,材料的热导率是纯PP的22.1倍,拉伸弹性模量和弯曲弹性模量也随之增大,断裂拉伸应变和断裂弯曲应变减小,拉伸强度和弯曲强度先减小后增大,并且在FG含量为20%时降到最低。     

石墨填充聚丙烯导热复合材料

聚丙烯(PP)与石墨通过双螺杆共混挤出制备了导热复合材料。研究表明:复合材料的热导率随石墨含量的增加而增加;在相同石墨含量下,高碳石墨填充聚丙烯比低碳石墨填充聚丙烯的热导率提高了10.9%;采用小粒径的石墨比大粒径石墨将复合材料的热导率提高了19%;钛酸酯偶联剂可以改善石墨与聚丙烯的相容性并提高复合材料的热导率,当偶联剂含量为1份时,热导率提高了12%;同时在鳞片石墨中复合添加膨胀石墨也可以提高复合材料的热导率;导热通路形成会伴随着聚合物熔体流动性能的降低。     

PP/石墨/CaCO3导热复合材料制备及性能

采用熔融共混法制备聚丙烯(PP)/石墨/CaCO3导热复合材料,分别研究了CaCO3增韧母料、石墨的添加量对复合材料导热性能及力学性能的影响。结果表明:500A的CaCO3增韧母料对改善复合材料的综合性能最为有效;将石墨和500A共混复合时,可以同时提高复合材料的刚性和韧性;随着500A及石墨用量的增加,复合材料的热导率及热稳定性相应提高,熔融温度略微下降;复合材料中PP的结晶度随500A用量的增加而下降,随石墨用量的增加而增加;PP/石墨/500A(质量比45/30/25)复合材料的热导率为纯PP的3倍,缺口冲击强度与纯PP相近,拉伸强度有所下降,弯曲强度和弯曲模量增加了28%。     

聚丙烯/铝粉复合材料导热性能的研究

研究了聚丙烯 (PP) /铝粉改性复合材料的综合力学性能和导热性能。结果表明 ,用热导率高的铝粉对PP进行填充改性 ,可明显提高PP复合材料的热导率 ,当铝粉体积分数接近 3 0 %时 ,PP/铝粉复合材料的热导率达到 3 5 8W/ (m·K) ,是纯PP树脂的 14倍 ;但综合力学性能有所下降。同时发现Y Agari公式只能在低填充情况下适用。     

聚丙烯/滑石粉复合材料的制备与性能研究

通过熔融共混的方法制备了聚丙烯/滑石粉复合材料,采用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及电子万能拉伸机等,研究了滑石粉用量对复合材料热性能、晶体结构、微观形貌和力学性能的影响。结果表明:滑石粉用量为10%时,复合材料的熔融温度和结晶温度均达到最大值,此时的力学性能最佳;滑石粉的加入并不会改变PP的晶型结构;添加适量滑石粉可以使材料由脆性断裂转变为韧性断裂。     

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。     

PE/多层石墨导热复合材料的制备与性能

PE、GPE为基材,多层石墨、石墨为填料,采用机械混炼法制备高导热塑料复合材料。SEM分析表明PE/多层石墨比GPE/多层石墨复合材料的插层效果更好。研究填料对复合材料的热导率和热稳定性的影响。结果表明:导热复合材料的热导率随填料填充量的增大而增大,多层石墨的填充量达到100%时,热导率为4.15 W.m-1.k-1。并且在相同填充量下PE/多层石墨较之GPE/多层石墨、PE/石墨、GPE/石墨的导热率更高。TGA分析表明:填充多层石墨、石墨的导热塑料复合材料热稳定性高于未填充的PE。经研究提出,形状比(径厚比)大和导热率高的导热填料更易形成导热网链;为了不影响导热填料的分散性,可先使基体材料与填料先混合均匀再增加其韧性、黏度等。     

聚丙烯/n-SiO2复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了PP/纳米SiO2复合材料,并通过力学性能测试、DSC分析以及材料断面形貌分析等手段,对增强增韧效果进行了研究。结果表明,加入纳米SiO2能提高了PP的结晶速率,使结晶度增大。当纳米SiO2的质量分数为2%时可使PP/nSiO2复合材料的缺口冲击强度提高2倍,拉伸强度稍微下降。     

聚丙烯／石墨复合材料的导电与阻燃性能研究

制备了以膨胀石墨和可膨胀石墨为填料、聚丙烯为基体的兼具导电与阻燃性能的复合材料。确定了膨胀石墨和可膨胀石墨的表面处理剂及其最佳用量，研究了复合材料的导电性能和阻燃性能。结果表明，固定可膨胀石墨含量为10％（质量分数，下同），当膨胀石墨含量达到12％时，复合材料的导电网络基本形成；固定膨胀石墨含量为8％，当可膨胀石墨含量达到25％时，复合材料的导电网络也基本形成。结果表明，复合材料的导电性主要靠膨胀石墨起作用，但可膨胀石墨也能发挥一定的导电作用。膨胀石墨对于复合材料的阻燃性贡献甚微，阻燃效应主要靠可膨胀石墨起作用。     

石墨和碳纤维改性聚酰亚胺复合材料的导热性能

以石墨、碳纤维(CF)、聚酰亚胺(PI)三元复合材料为研究对象,考察了CF体积含量对PI三元复合材料导热性能的影响,并采用了拟二元体系模型探讨了石墨和CF填充PI复合材料的协同效应。结果表明,CF的加入可以提高复合材料的力学性能：拉伸强度呈现先升高后降低的趋势,当CF含量为11.8 %（体积分数,下同）时,拉伸强度可达66.37 MPa;弯曲强度随着CF体积含量的增而增加,当CF含量为24.6 %时,弯曲强度可达103.3 MPa。复合材料热导率呈非线性增长,表明石墨和CF间存在协同效应;当CF含量为34.1 %时,环境扫描电子显微镜分析表明,CF与石墨能很好地搭接,增大了传热面积,复合材料热导率可达0.512 W/(m·K),约是其计算值的2倍。     

石墨／碳纤维／聚丙烯高强导热材料的研究

采用聚丙烯、石墨、碳纤维 (CF)制备出满足实际应用要求的高导热、高强度复合材料。实验结果表明 ,石墨和碳纤维在基体中的合理分布能显著提高复合材料的导热性能和力学性能。当聚丙烯和石墨的质量比为 5 0 /5 0时 ,添加 3 .3 3 %的碳纤维 ,其热导率为 2 .1W /(m·K) ,拉伸强度达到 5 1.49MPa。     

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。     

改性石墨填充天然橡胶的导热性研究

将丙烯酸酯改性处理石墨填充到NR中,并研究了其胶料的导热性能。结果表明,NR填充改性石墨后,改善了胶料的力学性能,提高了硫化胶的热导率。在3种配方中,当石墨和单体的质量比为10∶1时,硫化胶热导率最高,力学性能好。     

PE-HD复合材料导热性能及力学性能的研究

通过双螺杆挤出机制备了高密度聚乙烯（PE-HD）/石墨/CaCO3增韧母料复合材料,并研究了石墨的表面处理、粒径、含量以及CaCO3增韧母料含量对复合材料导热性能及力学性能的影响。结果表明,偶联剂NDZ201对石墨表面具有较好的处理效果。石墨颗粒直径越小,复合材料的热导率及综合力学性能越高。CaCO3增韧母料能明显提高复合材料的热导率及缺口冲击强度。PE-HD/石墨/增韧母料250B的质量比为45/30/25时,复合材料的热导率可达1.72 W/(m·K),其缺口冲击强度与纯PE-HD相近,拉伸强度和弯曲强度分别比PE-HD提高了52 %和88 %。     

聚丙烯／石墨导电复合材料的制备与表征

以制备具有低渗滤阀值（Φc)的聚丙烯（PP）／石墨导电复合材料为目的,采取了使用膨胀石墨（EG）,引入接枝聚丙烯(gPP),使用溶液插层复合等措施,制得Φc=6%（质量比,下同）的PP/gPP/EG导电复合材料,比PP／EG导电复合材料的Φc=11%降低了46％,研究了复合材料的制备方法－形态结构－导电性能关系,论述了不同方法制得的复合材料的Φc和导电性有明显差异的结构和本质原因。