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文檔簡介
1、由于聚合物材料具有來源廣泛、成本低廉、易加工成型等優(yōu)勢,使得其得到廣泛的應(yīng)用,但一般聚合物材料均為熱的絕緣體,限制了其在某些如電子包裝、化工傳熱等領(lǐng)域的應(yīng)用,因此,對如何提高聚合物材料的導(dǎo)熱性能已成為材料科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點。本文主要以添加導(dǎo)熱填料來提高聚合物材料的導(dǎo)熱系數(shù),以制備高導(dǎo)熱的聚合物復(fù)合材料,主要研究內(nèi)容如下:
以石墨(NG)為導(dǎo)熱填料,聚丙烯(PP)為樹脂基體,采用熔融共混復(fù)合制備PP/石墨導(dǎo)熱復(fù)合材料,結(jié)果表明:
2、復(fù)合材料的沖擊強度隨石墨填充分?jǐn)?shù)的增加而迅速下降,而拉伸強度、彎曲強度和模量均先增大后減??;以彈性體POE-g-MAH對PP/NG復(fù)合材料進行增韌,當(dāng)石墨含量為40%時,復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳,拉伸強度為36MPa,此時沖擊強度約為4.8kJ/m2。對復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)進行研究,在石墨填充分?jǐn)?shù)較低時,復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)呈線性增加,而當(dāng)體積分?jǐn)?shù)超過50%時,導(dǎo)熱系數(shù)發(fā)生突變,當(dāng)石墨體積分?jǐn)?shù)為60%時,復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)可達2.12 W/m
3、·K,研究兩種不同粒徑的石墨對導(dǎo)熱系數(shù)的影響,結(jié)果顯示大粒徑石墨更有利于提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能;采用毛細管流變儀對復(fù)合材料的流變性能進行研究表明,同一剪切速率下,復(fù)合材料的表觀黏度隨石墨填充分?jǐn)?shù)的增加而逐漸增大,同一溫度下,非牛頓指數(shù)亦逐漸增大,復(fù)合材料的粘流活化能則隨石墨含量的增加而逐漸增大;DSC研究表明:石墨在聚丙烯結(jié)晶過程中具有異相成核的作用,提高了聚丙烯的結(jié)晶溫度Tp,而當(dāng)石墨填充分?jǐn)?shù)大于10%時,石墨的加入降低聚丙烯結(jié)晶度。
4、
以低溫可膨脹石墨同PP原位復(fù)合制備PP/膨脹石墨復(fù)合材料,雙螺桿中原位膨脹制備的膨脹石墨(EG)呈盤狀,粒徑小,徑厚比大,螺桿的剝離、剪切使得石墨(002)晶面衍射峰強度進一步降低,而衍射角變化不大,即PP大分子鏈不能熔融插層進入石墨層間;比較石墨和膨脹石墨對復(fù)合材料的性能影響表明:膨脹石墨對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響同石墨基本一致,但膨脹石墨更有利于提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù),且導(dǎo)熱系數(shù)閾值要低于PP/石墨復(fù)合材料,采用不同的導(dǎo)熱
5、模型對PP/EG復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)進行預(yù)測,Maxwell-Eucken模型和Bruggeman模型在低填充分?jǐn)?shù)下適合對復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)進行預(yù)測,而Agari模型的理論值始終高于實驗值;流變性能表明:PP及復(fù)合材料均為假塑性流體,同一剪切速率下,膨脹石墨的加入使得復(fù)合材料的表觀黏度先減小后增大,而粘流活化能則一直下降;最后研究了復(fù)合材料的非等溫動力學(xué),結(jié)果表明:EG的加入提高了聚丙烯的Tp,當(dāng)EG填充分?jǐn)?shù)小于20%時,結(jié)晶速率加快;修
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