PVDF基導熱導電復合材料的制備與性能研究.pdf

1、采用溶液法制備聚偏氟乙烯(PVDF)導熱導電復合材料，通過在鐵粉(Fe)/PVDF復合材料的固液轉化過程中施加磁場，使Fe粉顆粒在PVDF溶液中沿磁場線方向取向排列，從而改變了Fe顆粒在PVDF基體中的分布狀態(tài)，使復合材料的導熱閾值從20vol.％降低至5vol.％，并且在Fe含量為30vol.％時，經(jīng)磁場處理的Fe/PVDF復合材料顯示出更高的熱導系數(shù)。與此同時，該復合材料的導電閾值也從25vol.％降至7vol.％。本文還利用銀鏡反

2、應制備了包覆致密銀(Ag)層的碳納米管(CNT)/PVDF復合材料，Ag顆粒的特殊分布狀態(tài)更有利于網(wǎng)絡結構的形成，顯著提升了CNT/PVDF復合材料的熱導率值，并且這種網(wǎng)絡結構使復合材料在不含CNT時就能形成完整的導電通路，PVDF@Ag復合材料的電導率值達到0.05s/m。
　　為了進一步探究PVDF復合材料的綜合性能及內(nèi)部結構，本文還研究了Fe/PVDF、CNT/PVDF以及Ag/PVDF復合材料的非等溫結晶性能、晶型組成和流

3、變性能。結果表明:Fe顆粒與CNT對PVDF基體的非等溫結晶性能的影響有著相似的結果。填料的存在提供了結晶位點，加快了基體的結晶速率，并且當填料量適當時，這種影響作用越顯著。但是填料會阻礙聚合物鏈段運動，使PVDF基體無法完成整個結晶過程，降低基體結晶焓和絕對結晶度。另一方面，非等溫結晶過程的降溫速率也是影響PVDF復合材料結晶行為的重要因素。在快速降溫的條件下，PVDF復合材料具有更高的結晶速率，但是基體PVDF結晶過程時間的大幅縮短

4、，在一定程度上會降低其結晶度。而且，聚合物鏈段運動的時間依賴性導致降溫速率越快，復合材料的結晶溫度越低，結晶溫度范圍越大。
　　從XRD結果分析可以看出，溶液法使PVDF在20.6°出現(xiàn)了新的衍射峰，該峰對應β-PVDF晶型，而對應α-PVDF的衍射峰卻被削弱。當鐵粉加入后，在19.9°處又重新出現(xiàn)了α-PVDF晶型的衍射峰;且隨著鐵粉含量的增加，40°左右出現(xiàn)的γ-PVDF衍射峰消失，PVDF其他晶型的衍射峰強度也隨之降低。由此

5、表明，鐵粉的加入能夠在一定程度上促進α-PVDF晶型的生長。CNT和Ag顆粒對PVDF晶型的影響與Fe顆粒相似，但前者對α-PVDF晶型生長的促進作用更為顯著。
　　復合材料的模量和粘度隨著填料量的增大而增加。在Fe含量為20vol.％時，F(xiàn)e/PVDF復合材料的模量和粘度相比于填料量為15vol.％時有明顯提高，表明此時填料在復合材料內(nèi)部初步形成了網(wǎng)絡結構;當CNT的含量大于5vol.％后，團聚的CNT相互交疊，逐漸形成了完整的