本文關(guān)鍵詞：多壁碳納米管填充聚丙烯導(dǎo)熱復(fù)合材料研制及其性能試驗(yàn)

  更多相關(guān)文章： 多壁碳納米管 可膨脹石墨 導(dǎo)熱復(fù)合材料 熱導(dǎo)率

【摘要】：碳系填料配制導(dǎo)熱高分子材料廣受青睞,但當(dāng)前該類復(fù)合材料熱導(dǎo)率依然偏低,熱學(xué)性能和力學(xué)性能亦有待改善,難以適應(yīng)當(dāng)前眾多領(lǐng)域?qū)Ω咝阅軐?dǎo)熱材料的迫切需求。據(jù)此,提出利用MWNTs(多壁碳納米管)填充PP(聚丙烯)基體材料配制新型導(dǎo)熱復(fù)合材料,以熱導(dǎo)率為主要指標(biāo)優(yōu)化兩者配比,以此為基礎(chǔ),添加其他材料及工藝進(jìn)一步研制高性能導(dǎo)熱復(fù)合材料,結(jié)合現(xiàn)有新型混合加工設(shè)備及先進(jìn)測(cè)試儀器,按不同配方制備測(cè)試樣條并對(duì)其熱學(xué)性能及力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究,利用對(duì)比方法探索最佳配方配比及工藝。主要研究?jī)?nèi)容及工作如下:1.設(shè)計(jì)MWNTs填充PP配方及工藝研制PP/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料,利用新型非對(duì)稱同向雙螺桿擠出機(jī)造粒后,制備試驗(yàn)樣條并測(cè)定相關(guān)性能指標(biāo),對(duì)比兩者配比對(duì)熱學(xué)性能(熱導(dǎo)率、熱失重及其熱失重率、熔體流動(dòng)速率)和力學(xué)性能(拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度)的影響曲線,結(jié)合材料斷面微觀形貌對(duì)不同配比材料所產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析,在配方設(shè)計(jì)范圍內(nèi)獲得了最高熱導(dǎo)率為0.573W/(m·K)的最佳配比導(dǎo)熱復(fù)合材料,較純PP提升了123%。2.以上述最佳配比為基礎(chǔ)制備KPEG(膨脹前石墨)和MWNTs混合填料填充至PP研制PP/KPEG/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料,保持填充總量不變,試驗(yàn)研究不同配比下材料的各項(xiàng)性能,熱導(dǎo)率可提升至1.101 W/(m·K),較PP/MWNTS提升了92%;再將KPEG分別置于溫度為800°和900°馬弗爐中膨脹生成EG(膨脹后石墨)制備EG/MWNTs混合填料填充至PP研制PP/EG/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料,結(jié)合試驗(yàn)對(duì)比研究了兩種溫控條件所研制PP/EG/MWNTs復(fù)合材料的各項(xiàng)性能,熱導(dǎo)率最高達(dá)1.51W/(m·K),較PP/KPEG/MWNTs提升了37%,根據(jù)斷面微觀形貌分析了熱導(dǎo)率提升的原因。3.分別采用直鏈淀粉和β-環(huán)糊精兩種多糖填料功能化PP/KPEG/MWNTs復(fù)合材料,對(duì)比分析了兩種填料對(duì)原復(fù)合材料熱學(xué)性能和力學(xué)性能的影響,根據(jù)試驗(yàn)可知KPEG雖未經(jīng)高溫膨脹,但添加該兩種多糖填料后所制備復(fù)合材料的熱導(dǎo)率仍然分別可達(dá)1.387 W/(m·K)和1.420 W/(m·K),較PP/KPEG/MWNTs分別提升了26%和29%,結(jié)合斷面微觀形貌對(duì)多糖功能化PP/KPEG/MWNTs熱導(dǎo)率提升現(xiàn)象進(jìn)行了分析�？傊�,本文在充分考慮MWNTs和PP材料特性基礎(chǔ)上,結(jié)合不同填料配方設(shè)計(jì)和工藝方法進(jìn)行研究,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)不斷層層改進(jìn)和探索分析,所研制的新型導(dǎo)熱復(fù)合材料熱導(dǎo)率得到大幅度提升,最高可達(dá)1.51W/(m·K),較純PP提升了487.5%,該研究成果從一定程度上突破了傳統(tǒng)導(dǎo)熱高分子材料導(dǎo)熱性能的限制,將其應(yīng)用于所需領(lǐng)域亦具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【關(guān)鍵詞】：多壁碳納米管 可膨脹石墨 導(dǎo)熱復(fù)合材料 熱導(dǎo)率
【學(xué)位授予單位】：五邑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ325.14;TB33
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 碳納米管概述及其導(dǎo)熱復(fù)合材料研究進(jìn)展11-13
• 1.2.1 CNTs概述11-12
• 1.2.2 CNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究進(jìn)展12-13
• 1.3 CNTs復(fù)合材料制備方法13-14
• 1.4 影響CNTs復(fù)合材料導(dǎo)熱因素14-17
• 1.5 研究目的及意義17
• 1.6 主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 PP/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料制備及其性能試驗(yàn)19-31
• 2.1 PP/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備19-20
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)備與測(cè)試方法20-24
• 2.2.1 試驗(yàn)設(shè)備20-22
• 2.2.2 測(cè)試方法22-24
• 2.3 結(jié)果與討論24-30
• 2.3.1 熱導(dǎo)率影響24-25
• 2.3.2 力學(xué)性能影響25-26
• 2.3.3 熱穩(wěn)定性能影響26-28
• 2.3.4 加工流動(dòng)性能影響28-29
• 2.3.5 材料斷面微觀形貌分析29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 PP/KPEG/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料制備及性能試驗(yàn)31-40
• 3.1 PP/KPEG/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料制備31-32
• 3.2 結(jié)果與討論32-38
• 3.2.1 加工性能影響32-33
• 3.2.2 熱導(dǎo)率影響33-34
• 3.2.3 力學(xué)性能影響34-36
• 3.2.4 熱穩(wěn)定性能影響36-37
• 3.2.5 材料斷面微觀形貌分析37-38
• 3.3 本章小結(jié)38-40
• 第四章 MWNTs膨脹插層EG對(duì)PP/EG/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料影響試驗(yàn)40-50
• 4.1 PP/EG/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料制備40-41
• 4.2 結(jié)果與討論41-48
• 4.2.1 加工性能影響41-42
• 4.2.2 熱導(dǎo)率影響42-43
• 4.2.3 力學(xué)性能影響43-45
• 4.2.4 熱穩(wěn)定性能影響45-46
• 4.2.5 膨脹前后組合填料微觀形貌分析46-47
• 4.2.6 材料斷面微觀形貌分析47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-50
• 第五章 直鏈淀粉和環(huán)糊精對(duì)PP/KPEG/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料性能影響試驗(yàn)50-59
• 5.1 PP/KPEG/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備50-51
• 5.2 結(jié)果與討論51-58
• 5.2.1 熱導(dǎo)率影響51-52
• 5.2.2 力學(xué)性能影響52-54
• 5.2.3 熱穩(wěn)定性能影響54-56
• 5.2.4 材料斷面微觀形貌分析56-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論與展望59-61
• 1.結(jié)論59-60
• 2.展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文66-67
• 致謝67

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