發(fā)布時間：2021-02-21 18:29

　　以通用級聚苯乙烯（GPPS）樹脂為基底,苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）-環(huán)己烷溶液為膠黏劑,六方氮化硼（BN）為導(dǎo)熱填料,首先利用膠黏劑均勻包裹基底樹脂,然后讓六方氮化硼緊密地包覆在上面,通過這種新型的膠黏劑法制備具有相隔離結(jié)構(gòu)的GPPS/BN絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料。通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察樣品的形貌,廣角X射線衍射儀器（WAXD）分析導(dǎo)熱填料的取向,以及熱分析儀對樣品進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)的測定。結(jié)果表明,隨著導(dǎo)熱填料的不斷添加,導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)先是平穩(wěn)升高,達(dá)到一定閾值后,逾滲效應(yīng)顯現(xiàn),導(dǎo)熱系數(shù)急速上升;當(dāng)BN質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時,導(dǎo)熱系數(shù)可提升1 129%。相比傳統(tǒng)加工方法,膠黏劑法可讓導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)更加清晰、填料取向更明顯,對導(dǎo)熱性能的提升更加高效。 

【文章來源】：塑料工業(yè). 2017,45(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

GPPS/BN導(dǎo)熱顆粒SEM

/BN復(fù)合材料，由于氮化硼是在無水乙醇蒸發(fā)后沉積在GPPS表面的，BN與樹脂連接不牢固且分布不均，因而導(dǎo)熱通道構(gòu)建的并不完善，BN的取向程度也不如膠黏劑法明顯。熔融法制備的GPPS/BN復(fù)合材料由于BN是分布在樹脂之中的，必需很高的含量才能彼此連接起來構(gòu)成導(dǎo)熱通道。如圖4c，當(dāng)BN質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時BN在GPPS樹脂中呈孤立分布，且分布極不均勻。由于熔融法中BN經(jīng)過轉(zhuǎn)矩流變儀的混合后經(jīng)壓板操作時，BN處于樹脂之中，沒有樹脂顆粒邊界的阻隔作用，因此更容易在熱壓成型中取向分布。a－膠黏劑法b－溶劑干燥法c－熔融法圖4GPPS/BN(40%)樣品截面脆斷SEMFig4SEMsofthefracturedGPPS/BN(40wt%)surface2.5GPPS/BN復(fù)合材料中BN取向的分析通過比較分析樣品不同測試面的WAXD測試圖譜是可以定性地判斷樣品中填料的取向程度［4，12－13］。如圖5所示，由GPPS/BN聚合物復(fù)合材料表面的WAXD測試圖譜來看，在2θ=26.5°、54.5°，出現(xiàn)兩個符合布拉格公式2dsinθ=nλ的衍射峰，分別為BN表面代表的衍射峰，分別對應(yīng)(002)和(004)晶面。截面(見圖5)同樣出現(xiàn)多個較為明顯的衍射峰。2θ=26.5°、41.5°、44.5°、54.5°、77.5°、83.6°分別對應(yīng)BN的(002)、(100)、(101)、(004)、(110)、(112)晶面。但很明顯的是，BN表面的(002)、(004)晶面的衍射峰強度遠(yuǎn)低于表面的晶面，且BN截面的代表晶面(100)、(101)、(110)、(112)的衍射峰在樣品的表面衍射圖譜中是未明顯出現(xiàn)的。樣品表面與截面衍射峰的不同說明了BN在樣品中是各向異性，即呈取向分布的，取向方向平行于BN的(002)晶面。對比三種加工方法的截面WAXD測試圖譜，從溶劑干燥法、膠黏劑法到熔融法，(002)與(004)晶面對應(yīng)的衍射峰依次降低，而(100)、(101)、(110)、(112)晶面對應(yīng)的衍射峰不斷?

01)、(110)、(112)的衍射峰在樣品的表面衍射圖譜中是未明顯出現(xiàn)的。樣品表面與截面衍射峰的不同說明了BN在樣品中是各向異性，即呈取向分布的，取向方向平行于BN的(002)晶面。對比三種加工方法的截面WAXD測試圖譜，從溶劑干燥法、膠黏劑法到熔融法，(002)與(004)晶面對應(yīng)的衍射峰依次降低，而(100)、(101)、(110)、(112)晶面對應(yīng)的衍射峰不斷上升，由此說明BN的取向程度是依次增加的。但由于熔融法制備的樣品中BN難以構(gòu)建完整的導(dǎo)熱通道，雖然其BN取向最明顯，但是樣品的導(dǎo)熱系數(shù)依然低于溶劑干燥法、膠黏劑法。圖5GPPS/BN(40%)樣品WAXD衍射圖Fig5GPPS/BN(40wt%)sampleWAXDdiffractionpattern3結(jié)論1)BN作為導(dǎo)熱填料能顯著提高樹脂的導(dǎo)熱性能，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時，膠黏劑法制得的GPPS/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為2.0W/(m·K)。膠黏劑法、溶劑干燥法、熔融法的導(dǎo)熱系數(shù)較純GPPS分別提高1129%、976%、570%，膠黏劑法對導(dǎo)熱性能的提升最為顯著。2)導(dǎo)熱復(fù)合材料通過不同的加工方法，導(dǎo)熱通道構(gòu)建的完善程度會有較大區(qū)別。膠黏劑法更容易讓BN均勻分布，形成緊密完善的導(dǎo)熱通道，20%BN可構(gòu)建基本完整的導(dǎo)熱通道，隨BN含量繼續(xù)增加，導(dǎo)熱通道逐漸變寬。此法所制導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能最佳。溶劑干燥法效果次之，熔融法最差。3)膠黏劑法制備的GPPS/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料時由于SEBS對BN優(yōu)異的吸附能力，使得BN的取向程度較高，明顯高于溶劑干燥法，但低于熔融法�？刂艬N填料的取向是值得研究的一個方向。·145·

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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