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文檔簡介
1、隨著電子科技的發(fā)展,具有高彈性的橡膠導(dǎo)熱復(fù)合材料在導(dǎo)熱墊片、熱界面材料等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣。然而,隨著導(dǎo)熱填料的添加,復(fù)合材料的機(jī)械性能急劇下降,真正意義上的低填充高導(dǎo)熱的彈性體導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備仍然是亟待解決的課題。本文利用共混聚合物相分離原理,將氯化聚乙烯(CM)與三元乙丙橡膠(EPDM)共混物作為基體,添加片狀BN作為導(dǎo)熱填料,制備了CM/EPDM/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料。利用雙輥開煉誘導(dǎo)BN取向排列,大幅提高了導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。利
2、用BN與基體中兩相的親和力不同,誘導(dǎo)BN選擇性分布,以更低的導(dǎo)熱逾滲閾值獲得了導(dǎo)熱通路。具體研究內(nèi)容如下:
利用固體核磁共振技術(shù)和紅外光譜分析,研究了不同廠家、不同氯含量的氯化聚乙烯橡膠的鏈結(jié)構(gòu)和序列結(jié)構(gòu)。測試了不同牌號CM生膠硫化后的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率,分析了微觀結(jié)構(gòu)對宏觀力學(xué)性能的影響。實(shí)驗結(jié)果表明氯含量最高的CH420(42%)具有最為均勻的氯原子分布,拉伸強(qiáng)度為10.1Mpa,斷裂伸長率高達(dá)742%。采用DMTA和T
3、GA測定了CM膠動態(tài)力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性,結(jié)果顯示CH420的Tg達(dá)到4℃,起始分解溫度最低,為260℃。CM1035X表現(xiàn)出較高的拉伸強(qiáng)度、較低的門尼粘度和較好的熱穩(wěn)定性,綜合性能較好。
選取極性較強(qiáng)的CM橡膠和極性較弱的EPDM橡膠,制備了不同并用比的CM/EPDM合金彈性體,使用過氧化物硫化劑作為兩種橡膠的共硫化體系。測試了CM/EPDM合金彈性體的硫化特性和力學(xué)性能。使用噻二唑硫化體系單相硫化CM膠,利用二甲苯為溶劑將合
4、金彈性體中EPDM相刻蝕,在掃描電鏡下觀察不同并用比的CM/EPDM合金彈性體的微觀相結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,在CM/EPDM配比為50/50時,CM/EPDM合金彈性體形成微觀的雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)。
制備了不同粒徑、不同用量BN填充的CM/EPDM/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料,采用改進(jìn)的雙輥開煉工藝使得BN發(fā)生取向分布,利用BN與EPDM的親和性更好使得BN選擇性的分布在EPDM相中。在掃描電鏡下觀察了BN在合金彈性體基體中的分布結(jié)構(gòu),測試了復(fù)合材
5、料的導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能、壓縮生熱和熱穩(wěn)定性等,分析了BN的粒徑和用量以及BN取向和選擇性分布對復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明,在力學(xué)性能上,隨著BN粒徑的增大,CM/EPDM/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料的力學(xué)性能變差,表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率的下降。以10μmBN為填充劑,隨著BN用量的增加,CM/EPDM/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料的力學(xué)性能先增大,達(dá)到30wt%填充量之后開始減小。在BN填充量為30wt%時,拉伸強(qiáng)度達(dá)到8.7MPa,斷裂伸長率達(dá)到40
6、5%。導(dǎo)熱性能上,10μmBN填充的復(fù)合材料導(dǎo)熱性能最好,隨著BN填充量的增加,CM/EPDM/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨之增大,在BN填充量為40wt%時,復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到1.8Wm-1K-1。以CM/EPDM為基體,誘導(dǎo)BN的選擇性分布有效降低了導(dǎo)熱的逾滲閾值。以CM/EPDM為基體相比于純的EPDM為基體,添加同樣的BN,導(dǎo)熱的逾滲閾值從30wt%降低到20wt%。利用CM/EPDM共混有效改善了純CM的壓縮生熱。添加BN后
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