雙連續(xù)相導(dǎo)熱復(fù)合材料成型工藝和性能的研究.pdf

1、為了制備高導(dǎo)熱且力學(xué)性能優(yōu)良的導(dǎo)熱復(fù)合材料，本論文采用雙螺桿擠出造粒工藝、注塑成型工藝制備交聯(lián)、雙連續(xù)相、交聯(lián)/雙連續(xù)相導(dǎo)熱復(fù)合材料。主要研究了基體樹脂材料的交聯(lián)和雙連續(xù)相的形成對(duì)復(fù)合材料各方面性能的影響:首先，研究了接枝交聯(lián)、氧化鎂粒徑、改性氧化鎂表面所需硅烷偶聯(lián)劑含量、氧化鎂含量、添加流動(dòng)助劑對(duì)交聯(lián)導(dǎo)熱復(fù)合材料高密度聚乙烯(HDPE)/MgO性能的影響;其次，研究了雙連續(xù)相的表征方法、雙連續(xù)相形成、基體樹脂量、鱗片石墨(LG)含量、

2、HDPE/尼龍6(PA6)配比、碳纖維(CF)的添加對(duì)雙連續(xù)相復(fù)合材料HDPE/PA6/LG性能的影響;最后，研究了交聯(lián)/雙連續(xù)相二者的協(xié)同作用對(duì)HDPE/PA6/LG導(dǎo)熱復(fù)合材料性能的影響。
　　結(jié)果表明:
　　1.接枝交聯(lián)能夠保證HDPE/MgO復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的基礎(chǔ)上，提高材料的拉伸強(qiáng)度、耐熱性，尤其是能夠大幅提高材料的沖擊韌性;選用平均粒徑為55μm的MgO時(shí)，材料的綜合性能最好，結(jié)晶度為70.3％，拉伸強(qiáng)度27.2

3、4MPa，熱變形溫度(HDT)為83.5℃，熱導(dǎo)率達(dá)0.447 W·(m·K)-1;用1.0％硅烷改性MgO時(shí)能夠很好的改善MgO和HDPE間的相界面，材料的綜合性能最佳;拉伸強(qiáng)度、熱導(dǎo)率隨氧化鎂填充量的增加而增大，沖擊韌性也十分優(yōu)良，氧化鎂含量為70％時(shí)熱導(dǎo)率為1.065 W·(m·K)-1，熱變形溫度為100.0℃，拉伸強(qiáng)度為35.64 MPa，沖擊強(qiáng)度為9.375 kJ/m2;脆斷面的SEM圖發(fā)現(xiàn)HDPE與MgO相容性較佳。

4、>　　2.采用甲酸刻蝕PA6的方法對(duì)雙連續(xù)相進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)在HDPE/PA6的質(zhì)量比例為90/10，添加不同含量(50～65％)的LG時(shí)能夠形成雙連續(xù)相，且易成型加工，內(nèi)部缺陷較少，熱導(dǎo)率較高，當(dāng)LG含量為65％時(shí)，材料的熱導(dǎo)率為1.964 W·(m·K)-1;當(dāng)LG添加量為60％，HDPE/PA6的比例為10/8、9/9、8/10時(shí)HDPE-PA6二者能夠形成雙連續(xù)相，當(dāng)HDPE/PA6配比為8/10時(shí)，材料熱導(dǎo)率達(dá)2.463 W·(

5、m·K)-1。選取HDPE/PA6配比為8/10體系，添加60％的LG、3％的CF，材料拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別為42.68MPa和66.00 MPa，沖擊韌性十分優(yōu)良，HDT達(dá)163.4℃，比純HDPE高139.94％;熱導(dǎo)率提升到2.737 W·(m·K)-1，比純HDPE高7.92倍。
　　3.實(shí)驗(yàn)證明，在雙連續(xù)相體系中引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)能夠提升材料的整體性能:相比未交聯(lián)體系，交聯(lián)-雙連續(xù)相HDPE/PA6/LG體系彈性模量為159

6、4.77 MPa，增加了46.63％，拉伸強(qiáng)度為37.20 MPa，提升了3.56％，彎曲強(qiáng)度為67.46 MPa，提升了7.40％;交聯(lián)材料的沖擊韌性也十分優(yōu)良為5.23 kJ/m2，材料耐熱性較好HDT為129.0℃，交聯(lián)材料的熱導(dǎo)率為2.634W·(m·K)-1。
　　總之，通過交聯(lián)、雙連續(xù)相形成、交聯(lián)/雙連續(xù)相協(xié)同作用及添加多種導(dǎo)熱填料的方法，能夠在保證高填充時(shí)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的同時(shí)，最大程度的提升材料的力學(xué)性能，最終得到