SiC填充PA6導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備和研究.pdf

1、導(dǎo)熱材料被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在電子電器領(lǐng)域，需要采用高導(dǎo)熱材料來(lái)幫助儀器設(shè)備散熱，使得器件在適宜的溫度下穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)其使用壽命;在電機(jī)行業(yè)中，高導(dǎo)熱材料可以有效的改善電機(jī)繞組的溫升，增大功率輸出;化工換熱工程中，熱交換組件不僅要求所選用材料具有較高的導(dǎo)熱性能，還要求其具有很強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕性和抗結(jié)垢能力。傳統(tǒng)應(yīng)用的金屬和陶瓷導(dǎo)熱材料已經(jīng)不能完全滿足應(yīng)用需求，具有良好電絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性、抗疲勞性、易成型加工等優(yōu)點(diǎn)的導(dǎo)熱高分子材料逐漸

2、受到研究者的廣泛關(guān)注。
　　 本論文選用性能優(yōu)良的工程塑料尼龍6(PA6)作為復(fù)合材料的基體，以四種不同粒徑的碳化硅(SiC)作為導(dǎo)熱填料，采用雙螺桿熔融共混的方法制備了PA6/SiC導(dǎo)熱復(fù)合材料。研究了PA6/SiC的導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能、熔融結(jié)晶性能、熱穩(wěn)定性和流動(dòng)性，討論了填料粒徑對(duì)上述性能的影響。
　　 當(dāng)SiC粒徑為微米級(jí)別，其含量30％以下時(shí)，SiC粒徑越小復(fù)合材料的熱導(dǎo)率越高;SiC填充量較高時(shí)，SiC粒徑越

3、大復(fù)合材料的熱導(dǎo)率越大。納米SiC填充制備的復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能最差。當(dāng)SiC粒徑為50μm，填充量為70％時(shí)，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率最大為2.2W/mK，是PA6熱導(dǎo)率的4.9倍。制備得到的PA6/SiC復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度均高于純PA6的拉伸強(qiáng)度，當(dāng)SiC粒徑為1μm，填充量為50％時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度最大，為85.5MPa，較PA6的拉伸強(qiáng)度提高了21.3％。PA6/SiC復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度隨著SiC含量的增加而增大，斷裂伸長(zhǎng)率和缺口沖擊

4、強(qiáng)度隨著SiC含量的增加而降低。PA6/SiC復(fù)合材料的流動(dòng)性隨著SiC含量的增加而降低，并且大粒徑的SiC對(duì)復(fù)合材料的流動(dòng)性降低幅度較大。
　　 為了提高PA6/SiC復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能，使用硅烷偶聯(lián)劑KH-550改善SiC和PA6之間的相互作用。當(dāng)偶聯(lián)劑的用量為SiC的2％時(shí)，復(fù)合材料的綜合性能最好，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和缺口沖擊強(qiáng)度分別為1.1W/mK、90.8MPa、11.80％和4.6kJ/m2，分別

5、較不使用偶聯(lián)劑時(shí)提高了15.8％、6.2％、87.0％和68.6％。另外，偶聯(lián)劑KH-550的加入可以提高復(fù)合材料的的熱穩(wěn)定性。
　　 本論文中，還制備了70PA6/30HDPE/SiC復(fù)合材料，并研究了其相結(jié)構(gòu)、導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能、熔融結(jié)晶性能。電鏡觀察發(fā)現(xiàn):70PA6/30HDPE/SiC復(fù)合材料呈海-島結(jié)構(gòu)，填料SiC選擇性的分布在PA6相中;HDPE相作為島狀結(jié)構(gòu)分布在PA6和SiC共同組成的基體中。相同SiC含量下，7