聚甲基丙烯酸甲酯基導熱復合材料制備及性能研究.pdf

1、聚合物基導熱復合材料具有優(yōu)良的耐腐蝕、加工性能和電絕緣性能等優(yōu)點，在航空航天、微電子包裝、換熱工程和太陽能利用等方面都具有廣泛應用。絕大多數(shù)聚合物具有卓越的電絕緣性能，為良好的絕緣體，但其導熱性能較差。目前主要用高導熱填料填充聚合物來獲得較高熱導率。所用的填料不僅可以具有較高的熱導率，同時還保持了聚合物的電絕緣性能。
　　聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一種重要的熱塑性塑料，具有高耐磨性、強硬度等優(yōu)點。氮化硼(BN)是一種廣泛使用的

2、陶瓷填料，具有高導熱和電絕緣的特點，是制備導熱聚合物基復合材料的理想填料。納米二氧化硅是(SiO2)一種較常使用的氧化物填料，也可以用于提高高分子材料的熱導率。本課題以PMMA為高分子基體，分別以BN和SiO2為導熱填料，制備了PMMA/BN和PMMMA/SiO2復合材料。采用硅烷偶聯(lián)劑3-(異丁烯酰氧)丙基三甲基硅烷(γ-MPS)分別對BN和SiO2進行表面改性，并借助傅立葉紅外光譜(FTIR)、熱失重(TGA)、導熱系數(shù)儀、高阻計、

3、力學性能試驗機、動態(tài)機械分析儀(DMA)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等分析了填料表面處理情況和填料用量對復合材料導熱性能、電絕緣性能、力學性能和熱性能等的影響。
　　對于氮化硼原位制備的PMMA/BN復合材料體系，γ-MPS成功地接枝到BN表面，復合材料的熱導率隨BN含量的增加而增加，當BN含量為20wt％時，復合材料熱導率達到0.67W/(m·K)，是基體(純PMMA,0.19W/(m·K))的3.5倍，

4、SEM、EDX和TEM分析顯示：BN顆粒在基體中分布均勻，且高含量時更易形成導熱通路；加入BN后，復合材料仍保持較高的電絕緣性能；沖擊強度和拉伸強度隨BN含量增加表現(xiàn)出先升高后下降的趨勢，在添加2wt%BN時，復合材料的綜合性能較好；DMA和TGA結果說明：隨著BN含量增加，復合材料的玻璃化轉變溫度Tg和熱穩(wěn)定性都較基體有明顯提高。
　　對PMMA/SiO2復合材料體系，γ-MPS也成功地接枝到SiO2表面；復合材料的熱導率、電絕