SiC填充PA6導熱復合材料的制備和研究.pdf

1、導熱材料被廣泛應用于各個領域。在電子電器領域，需要采用高導熱材料來幫助儀器設備散熱，使得器件在適宜的溫度下穩(wěn)定運行，延長其使用壽命;在電機行業(yè)中，高導熱材料可以有效的改善電機繞組的溫升，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熱性能，還要求其具有很強的耐化學腐蝕性和抗結垢能力。傳統(tǒng)應用的金屬和陶瓷導熱材料已經不能完全滿足應用需求，具有良好電絕緣性、耐化學腐蝕性、抗疲勞性、易成型加工等優(yōu)點的導熱高分子材料逐漸

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

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

4、強度隨著SiC含量的增加而降低。PA6/SiC復合材料的流動性隨著SiC含量的增加而降低，并且大粒徑的SiC對復合材料的流動性降低幅度較大。
　　 為了提高PA6/SiC復合材料的導熱性能，使用硅烷偶聯(lián)劑KH-550改善SiC和PA6之間的相互作用。當偶聯(lián)劑的用量為SiC的2％時，復合材料的綜合性能最好，復合材料的熱導率、拉伸強度、斷裂伸長率和缺口沖擊強度分別為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的加入可以提高復合材料的的熱穩(wěn)定性。
　　 本論文中，還制備了70PA6/30HDPE/SiC復合材料，并研究了其相結構、導熱性能、力學性能、熔融結晶性能。電鏡觀察發(fā)現(xiàn):70PA6/30HDPE/SiC復合材料呈海-島結構，填料SiC選擇性的分布在PA6相中;HDPE相作為島狀結構分布在PA6和SiC共同組成的基體中。相同SiC含量下，7