2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高熱導(dǎo)率、易加工成型、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)在電氣電子、換熱器、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。填充導(dǎo)熱填料可以提高復(fù)合材料熱導(dǎo)率。六方氮化硼(h-BN)具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性和優(yōu)異的導(dǎo)熱性能。本文在聚丙烯(PP)中填充h-BN,添加馬來酸酊接枝聚丙烯(PP-g-ma)和聚多巴胺,制備出具有較高熱導(dǎo)率的復(fù)合材料。
  首先,以PP為基材、h-BN為填料,添加PP-g-ma,利用雙螺桿擠出機(jī)制備導(dǎo)熱復(fù)合材

2、料。采用XRD、SEM表征材料的微觀結(jié)構(gòu);同時(shí)對復(fù)合材料的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明,PP-g-ma有利于增加PP與h-BN的界面黏結(jié),增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率,顯著提高其熱導(dǎo)率。h-BN含量為25wt%時(shí),添加PP-g-ma的復(fù)合材料熱導(dǎo)率為0.512W/(m·K),相對于只添加h-BN的復(fù)合材料和PP基材,熱導(dǎo)率分別提高1.08和2.26倍。
  其次,為改善h-BN與PP的相容性,在h-BN表面包裹一層聚多

3、巴胺,通過π-π鍵作用對h-BN進(jìn)行非共價(jià)修飾(f-BN),通過SEM、TGA、FTIR及接觸角實(shí)驗(yàn)進(jìn)行表征。聚多巴胺中的鄰苯二酚以及氨基會(huì)與PP-g-ma形成鍵合,顯著提高填料與基材之間的界面纏結(jié)。PP/PP-g-ma/f-BN復(fù)合材料中填料分散最好,孔洞、聲子散射最少,熱導(dǎo)率最高。PP/f-BN復(fù)合材料孔洞最多、存在一定團(tuán)聚現(xiàn)象,導(dǎo)熱通道中斷較多。當(dāng)填料含量為25wt%、添加2.5wt% PP-g-ma時(shí),PP/PP-g-ma/f-

4、BN復(fù)合材料熱導(dǎo)率為0.576W/(m·K),相對于PP熱導(dǎo)率提高了2.59倍。
  最后,為定量分析熱導(dǎo)率影響因素,根據(jù)復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu),建立單胞。利用熱阻的方法,考慮填料各向異性熱導(dǎo)率,推導(dǎo)出含有片狀填料的復(fù)合材料等效熱導(dǎo)率計(jì)算公式。將單胞模型結(jié)果與經(jīng)典模型及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)單胞模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。根據(jù)單胞模型,當(dāng)片狀填料沿特定方向排列時(shí),可以顯著提高復(fù)合材料在該方向上的熱導(dǎo)率。以上模型結(jié)果可以為提高復(fù)合材

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