以尼龍6 （PA6）、碳酸鈣（CaCO₃）和石墨烯微片（GNPs）為主要原料,通過熔融共混法制備了不同GNPs含量的PA6/CaCO₃/GNPs復合材料,采用激光導熱儀、旋轉(zhuǎn)流變儀和場發(fā)射掃描電子顯微鏡等儀器研究了復合材料的導熱性能、流變性能、微觀形貌、力學性能和導電性能。結(jié)果表明,當GNPs含量為9～12份時,復合材料出現(xiàn)導熱逾滲現(xiàn)象;當GNPs含量為15份時,復合材料熱導率達到1.21 W/（m·K）,比純PA6提高了426.1%。加入GNPs能夠提高復合材料的儲能模量和復數(shù)黏度,使熔體彈性響應(yīng)增強,黏性耗散減小;當GNPs含量為12份時,Han曲線表明熔體由"類液"向"類固"發(fā)生轉(zhuǎn)變,復合材料內(nèi)部形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。加入CaCO₃能夠提高復合材料的拉伸強度和缺口沖擊強度;再加入GNPs后,復合材料的拉伸強度和缺口沖擊強度均出現(xiàn)不同程度降低。另外,實驗范圍內(nèi)復合材料均保持著較好的電絕緣性。 

【文章來源】：工程塑料應(yīng)用. 2020,48(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

不同GNPs含量的PA6/CaCO3/GNPs復合材料的熱導率

流變學損耗因子等于損耗模量和儲能模量的比值,可以用來判斷熔體黏彈性的變化情況[12]。不同GNPs含量的PA6/CaCO3/GNPs復合材料的損耗因子如圖3所示。從圖3可以看到,在頻率掃描范圍內(nèi),純PA6的損耗因子呈現(xiàn)先上升后下降趨勢,在角頻率為4 rad/s附近出現(xiàn)峰值,表明PA6熔體以黏性耗散為主。加入CaCO3后,復合材料的損耗因子峰值減小并向高頻區(qū)移動,說明CaCO3對復合材料儲能模量的貢獻比損耗模量更加明顯,即彈性響應(yīng)增強。繼續(xù)加入GNPs后,復合材料的損耗因子峰值繼續(xù)小幅下降,當GNPs含量達到12份時,曲線基本成為一條直線,且低頻區(qū)端點處數(shù)值降低至0.91,表明熔體由黏性耗散向彈性增強發(fā)生轉(zhuǎn)變。繼續(xù)提高GNPs含量,曲線的直線行為更加明顯。

不同GNPs含量的PA6/CaCO3/GNPs復合材料的體積電阻率如圖7所示。純PA6的體積電阻率在1014 Ω·cm。由圖7可以看出,加入CaCO3后,復合材料的體積電阻率無明顯變化。繼續(xù)加入GNPs后,復合材料的體積電阻率開始出現(xiàn)下降趨勢,當GNPs含量為15份時,復合材料的體積電阻率降低至1010 Ω·cm附近,相比純PA6下降了4個數(shù)量級,但仍維持較高的體積電阻率,滿足絕緣材料的要求[16]。這可能是由于復合材料中加入的CaCO3顆粒分散到GNPs之間起到絕緣阻隔作用,破壞了GNPs之間的導電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),有效阻止了電子在GNPs之間的傳輸,使材料仍保持著較好的電絕緣性。

【參考文獻】：
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本文編號：3278705