以化學有機改性對立方碳化硅（β-SiC）導熱填料進行表面修飾,通過紅外光譜對處理后β-SiC粉體表征。以硅烷偶聯(lián)劑、硬脂酸以及二者的結合為改性劑,研究不同改性劑對β-SiC粉體固含量、吸油值及導熱系數(shù)的影響。實驗結果表明,在硅烷偶聯(lián)劑中KH564的改性效果較為明顯;通過對硬脂酸以及兩種表面改性劑結合使用的研究,結果表明改性效果相比單一改性劑進一步提升,硬脂酸和KH564的效果較好,導熱系數(shù)達到1.46 W/（m·K）,相比未改性的β-SiC提高了53.68%,比使用單一KH564改性提高了20.25%。 

【文章來源】：硅酸鹽通報. 2020,39(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

β-SiC的基本性能

圖1 β-SiC的基本性能硬脂酸[13](CH3(CH2)16COOH,簡稱C18)是主要作為表面活性劑的基礎原料而被廣泛應用的一種水溶性酸,具有一般有機羧酸的化學通性,幾乎不溶于水,微溶于酒精,實驗中選取正丁醇作為溶劑。圖2(b)為硅烷偶聯(lián)劑和硬脂酸改性后β-SiC的紅外光譜,可以看出在850 cm-1和1 130 cm-1處保留了β-SiC的特征峰,同樣也增強了在850 cm-1處的硅氧鍵特征峰的伸縮振動;另外經過硅烷偶聯(lián)劑和硬脂酸結合改性的β-SiC在3 700～3 200 cm-1之間有較寬的羥基吸收帶,單一改性劑硬脂酸改性的β-SiC羥基吸收峰的伸縮振動并不明顯;且硅烷偶聯(lián)劑與硬脂酸結合改性后在1 650 cm-1處同樣有一個比較弱的C=C鍵的吸收峰;經KH562和硬脂酸改性的β-SiC在2 921 cm-1、2 851 cm-1處分別對應出現(xiàn)了甲基和亞甲基的伸縮振動吸收峰。這表明改性過程中硅烷偶聯(lián)劑與硬脂酸的有機基團成功的接到β-SiC表面。

聚合物中填料的固含量大小直接決定了它自身的導熱性能,在聚合物中加入的導熱填料越多越容易在聚合物的內部形成導熱通路,使熱量流通。通過對β-SiC進行有機化學改性,有機官能團的加入使β-SiC在聚合物中進行粉體填充時降低分子間的表面能,易被大分子浸潤,提高兩者的相容性,使填料能夠更均勻的分散在聚合物中,顆粒間更加容易相互接觸形成導熱網狀或鏈狀結構。圖3(a)是用KH550、KH562和KH564對β-SiC進行改性后固含量測試結果。試驗結果表明,通過硅烷偶聯(lián)劑改性后的β-SiC在乙烯基硅油中的固含量都得到了提升。其中經過KH564改性后的填料固含量提高最為明顯,改性效果更突出,相比未改性的填料提高了30%。圖3(b)是用硬脂酸以及硅烷偶聯(lián)劑和硬脂酸聯(lián)合改性β-SiC后,固含量測試結果。試驗結果表明,通過硬脂酸改性后的β-SiC在乙烯基硅油中的固含量得到了提升,并且經過硅烷偶聯(lián)劑和硬脂酸改性對β-SiC在乙烯基硅油中的固含量比單一的表面改性劑改性進一步提高。這是因為硬脂酸是一種水解酸,為硅烷偶聯(lián)劑表面改性提供了酸性環(huán)境,加大了硅烷偶聯(lián)劑的水解速度,使其分解出更多的有機官能團,并結合硬脂酸作為表面改性劑,兩者能夠共同作用,改性效果更好。實驗數(shù)據(jù)表明KH564和硬脂酸結合改性的β-SiC效果較好,相比未改性的填料固含量提高了50.25%,比使用單一KH564改性提高了20.25%。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]真空條件下多熱源法合成高純β-SiC微粉[J]. 王國衛(wèi),王曉剛,吳澤民,陸樹河,鄧麗榮.  硅酸鹽通報. 2019(02)
[2]硬脂酸改性納米氧化鋁的工藝[J]. 楊統(tǒng)林,趙中華,肖建軍,王海坤,楊方麒,邱祖民.  南昌大學學報(工科版). 2018(01)
[3]導熱填料氧化鋁的表面處理研究[J]. 賈春燕,李東紅,楊雙鳳.  輕金屬. 2017(06)
[4]聚丙烯/氧化鋅導熱復合材料的制備與性能研究[J]. 廖俊,姜宏偉.  塑料科技. 2014(08)
[5]導熱SiC/LLDPE復合塑料制備及性能研究[J]. 任文娥,周文英,武鵬,趙粉娟,吳廣文.  塑料. 2009(03)
[6]四針狀氧化鋅晶須/PP導熱絕緣復合材料的制備與性能研究[J]. 李光吉,馮暉,童奇勇.  材料研究與應用. 2008(04)
[7]不同粒徑氧化鎂對ABS導熱塑料熱導率的影響[J]. 林曉丹,曾幸榮,張金柱,徐迎賓.  中國塑料. 2006(04)
[8]硅烷偶聯(lián)劑的界面性能研究及機理探討[J]. 史亞君.  國外建材科技. 2005(04)



本文編號：3342078