發(fā)布時(shí)間：2019-07-15 20:39

【摘要】：在工業(yè)生產(chǎn)和能源回收過(guò)程中,耐腐蝕換熱設(shè)備的應(yīng)用非常普遍。耐腐蝕性強(qiáng)同時(shí)具有良好導(dǎo)熱性能和機(jī)械性能的材料,對(duì)于開(kāi)發(fā)耐腐蝕換熱設(shè)備以滿足石油化工行業(yè)的需求具有重要意義。論文以聚偏氟乙烯(PVDF)樹(shù)脂為基體,以鱗片石墨為填料,碳纖維為增強(qiáng)材料,采用熔融混煉方法制備聚偏氟乙烯導(dǎo)熱復(fù)合材料,其導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)12.43W/(m·k),拉伸強(qiáng)度55MPa,沖擊強(qiáng)度27MPa；以石墨粉為填料,碳纖維布為增強(qiáng)材料,采用溶液包覆法制備聚偏氟乙烯導(dǎo)熱復(fù)合材料,其導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)29W/(m·k),彎曲強(qiáng)度44MPa,沖擊強(qiáng)度21MPa。借助于掃描電子顯微鏡對(duì)不同填料在基體中的分散效果與形貌特征進(jìn)行表征,探討了混煉過(guò)程、工藝配方和填料表面處理對(duì)其在基體中分散效果的影響；利用差示掃描量熱儀和X射線衍射分析儀表征復(fù)合材料的結(jié)晶行為,探討填料種類、填充量對(duì)復(fù)合材料中聚偏氟乙烯基體結(jié)晶行為的影響。研究結(jié)果表明,不同目數(shù)鱗片石墨的復(fù)配,由于不同鱗片尺寸的填料相互之間的協(xié)同效應(yīng)導(dǎo)致復(fù)合材料內(nèi)填料堆砌緊密度增加,降低體系中填料間的孔隙率,有利于導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的形成；混沌混合過(guò)程對(duì)提高填料在聚偏氟乙烯基體中的分散、分布有著重要的影響,進(jìn)而促進(jìn)樹(shù)脂基體對(duì)填料的包覆和復(fù)合體系中各相之間的界面結(jié)合；鱗片石墨以及碳纖維對(duì)聚偏氟乙烯有異相成核的作用,促進(jìn)復(fù)合材料中聚偏氟乙烯的結(jié)晶溫度(Tc)升高；石墨粉/聚偏氟乙烯復(fù)合材料中添加三維編織結(jié)構(gòu)的碳纖維布能夠在保證材料較好導(dǎo)熱性能的前提下顯著提高復(fù)合材料的綜合機(jī)械性能。
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圖片說(shuō)明： ＤＨＧ電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：ＤＧＧ－９００３，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；逡逑掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）；邋ＮＯＶＡＮａｎｏＳＥＭ４５０，美國(guó)ＦＥＩ公司；逡逑小型密煉機(jī)：自行開(kāi)發(fā)；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如圖２．１所示。逡逑４ｆ逡逑圖２．１密煉機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｅ邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｍｉｘｅｒ邋ｒｏｔｏｒｓ逡逑
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圖片說(shuō)明： ２．３所示。由圖中可１＾＞１看到，在聚偏l#乙^0基體中，淲片石墨沒(méi)有發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，分散逡逑比較均勻，而且隨著淲片石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，片層石墨之間相互連接的幾率越來(lái)越大。逡逑當(dāng)淲片石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于２０％時(shí)，如圖２．２邋（ａ）和圖２．２化），，淲片石墨作為分散相，逡逑聚偏l#己蹄為連續(xù)相，片層石墨＾＾片狀插層的形式分散在樹(shù)脂基體中；當(dāng)淲片石墨的質(zhì)逡逑量分?jǐn)?shù)達(dá)到３０％時(shí)，如圖２．２邋（Ｃ），有部分片層石墨開(kāi)始相互搭接，局部形成導(dǎo)熱鏈；逡逑當(dāng)淲片石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到４０％時(shí)，如圖２．２邋（ｄ）和圖２．２邋（ｅ），越來(lái)越多的片狀石墨開(kāi)逡逑始相互連接，形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)鏈。逡逑ｍｍｍ逡逑WW逡逑圖２．３聚偏l#乙}啵瘺春喜牧隙廈嫘蚊玻櫻牛屯跡唬ǎ幔╁澹擔(dān)澳繙W片石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)１０％；化）逡逑５０目淲片石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)２０％；邋（Ｃ）邋５０目淲片石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)３０％；邋（ｄ）邋５０目淲片石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)４０％；逡逑（ｅ）邋５０目淲片石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)４５％逡逑Ｆｉｇ邋２．３邋ＳＥＭ邋ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ邋ｏｆ邋ｆｒａｃｔｕｒｅｄ邋ｃｒｏｓｓ邋化ｃｔｉｏｎ邋ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋化ｅ邋ＰＶＤＦ／ＦＧ邋ｃｏｍｐｏｓｈｅｓ：邋（ａ）逡逑ＳＯｍｅｓｈ邋ｌＯｗｔ％邋ＦＧ；邋（ｂ）邋５０邋ｍｅｓｈ邋２０ｗｔ0／0邋ＦＧ；邋（ｃ）邋５０ｍｅ濁邋３０ｗｔ％邋ＦＧ；邋（ｄ）邋５０ｍｅｓｈ邋４０ｗｔ％邋ＦＧ；邋（ｅ）邋５０ｍｅｓｈ逡逑４５ｗｔ％邋ＦＧ逡逑２．２N２淲片石墨的含量對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響逡逑圖２．４為不同淲片石墨含量的復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)。由圖中可見(jiàn)，隨著淲片石墨質(zhì)逡逑量分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)增大。當(dāng)淲片石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于４０％時(shí)
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB332

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2514863