本文關鍵詞：導熱絕緣聚丙烯復合材料的制備與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來，具有導熱絕緣特性的高分子復合材料由于高分子本身優(yōu)良的電絕緣性能、耐腐蝕性、易加工性和較高的比強度，，有逐漸取代電子電器等領域中的傳統(tǒng)導熱材料或導熱零部件的趨勢。通過填充適宜的導熱填料是制備聚合物基導熱絕緣材料的簡單可行的途徑，具有重要的工業(yè)應用價值。 本研究以聚丙烯（PP）為基材，根據(jù)導熱機理與導電機理的差異，研究了具有高導熱系數(shù)的天然鱗片石墨（C）填充PP的導電逾滲現(xiàn)象，以確定在PP/C體系中適宜的石墨含量。然后，在石墨含量一定的基礎上，以氮化硼（BN）和玻璃微片（GF）為導熱絕緣填料，以聚乙烯辛烯彈性體（POE）為增韌組分，分別探討了PP/C/BN、PP/C/GF和PP/POE/C/BN復合材料體系的組成對其形態(tài)結構、導熱絕緣性能、力學性能、流動性能和熱穩(wěn)定性的影響。這一研究為利用含高導熱導電填料的混雜填料體系研制聚合物基導熱絕緣復合材料奠定了基礎。 實驗結果表明，隨石墨含量的增加，PP/C復合材料的導熱系數(shù)穩(wěn)定地上升，未出現(xiàn)突增現(xiàn)象；而其體積電阻率則在石墨含量低于27wt%時保持在2.0×1015·cm以上，在石墨含量大于27wt%時急劇下降，表現(xiàn)出了逾滲現(xiàn)象。因此，石墨含量27wt%是使得PP仍具有良好絕緣性能的最大用量。此時，PP/C復合材料的導熱系數(shù)為0.858W/m·K1，仍然是良好的絕緣材料。 基于上述結果，本研究制備了石墨含量均為27wt%的PP/C/BN和PP/C/GF復合材料，表征了它們的導熱絕緣性能、力學性能、流動性能和熱穩(wěn)定性，對比分析了BN和GF的含量對它們的導熱絕緣性能和力學性能的影響。研究表明，就它們的導熱絕緣性能而言，隨BN含量的增加，PP/C/BN復合材料的導熱系數(shù)穩(wěn)定地上升，體積電阻率則呈緩慢下降趨勢；PP/C/GF復合材料的導熱系數(shù)在GF含量低于15wt%時基本不變，在GF含量高于15wt%時會隨GF含量的增加而增加，其體積電阻率隨GF含量的增加有所下降，但在GF含量低于25wt%時均可保持在1.3×1015·cm以上。在BN和GF含量相同時，PP/C/BN復合材料的導熱系數(shù)高于PP/C/GF復合材料，但其體積電阻率會低于PP/C/GF復合材料。就這兩個材料體系的力學性能而言，添加BN和GF均會在一定程度上導致其力學性能下降。當BN含量為25wt%時，PP/C/BN復合材料的導熱系數(shù)可達到1.541W/m·K1，體積電阻率為1.0×1014·cm，拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度和沖擊強度分別為25.0MPa、5.8%、37.1MPa和1.67KJ/m2。 為了改善含大量導熱填料的PP/C/BN復合材料的力學性能，以POE為增韌組分，在石墨含量和BN含量分別為27wt%和25wt%的條件下，考察了POE對這一材料體系的增韌作用。結果表明，只有在POE含量高于10wt%時，表征復合材料韌性的斷裂伸長率和沖擊強度才隨POE含量的增加而明顯提高；而其拉伸強度和彎曲強度則隨POE含量的增加而降低。POE的添加對復合材料的導熱性基本沒有影響，但會導致其絕緣性能有所下降。當POE含量為15wt%時，所制備的PP/POE/C/BN復合材料的拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度和沖擊強度分別為18.1MPa，11.7%，15.6MPa和2.86KJ/m2，導熱系數(shù)為1.452W/m·K1，體積電阻率為2.0×1012·cm，仍具有絕緣性。
【關鍵詞】：聚丙烯 導熱系數(shù) 體積電阻率 石墨 氮化硼 玻璃微片 聚乙烯辛烯彈性體
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：O613.71;O632.12
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 導熱高分子材料的應用13-14
• 1.2 導熱高分子材料的研究及其發(fā)展14-18
• 1.2.1 導熱高分子材料的分類14
• 1.2.2 填充型導熱高分子基體的選擇14
• 1.2.3 影響填充型導熱絕緣高分子材料性能的因素14-18
• 1.3 固體材料的導熱機理18-23
• 1.3.1 金屬晶體的導熱機理19
• 1.3.2 非金屬材料的導熱機理19-20
• 1.3.3 聚合物材料的導熱機理20
• 1.3.4 聚合物基導熱復合材料的導熱機理20-23
• 1.4 研究的目的、意義和研究內容23-25
• 1.4.1 研究的目的和意義23-24
• 1.4.2 主要研究內容24-25
• 第二章 PP/C/BN 導熱絕緣復合材料的制備與性能25-43
• 2.1 引言25-26
• 2.2 實驗部分26-29
• 2.2.1 原料和試劑26
• 2.2.2 主要設備和儀器26
• 2.2.3 樣品的制備26-27
• 2.2.4 性能測試與表征27-29
• 2.3 結果與討論29-41
• 2.3.1 石墨含量對 PP/C 復合材料的導熱絕緣性能的影響29-31
• 2.3.2 PP/C/BN 復合材料的結構與形態(tài)研究31-34
• 2.3.3 PP/C/BN 復合材料的組成對導熱絕緣性能的影響34-35
• 2.3.4 PP/C/BN 復合材料的組成對流動性能的影響35-36
• 2.3.5 PP/C/BN 復合材料的組成對力學性能的影響36-40
• 2.3.6 PP/C/BN 復合材料的組成對熱穩(wěn)定性能的影響40-41
• 2.4 小結41-43
• 第三章 PP/C/GF 導熱絕緣復合材料的制備與性能43-55
• 3.1 引言43
• 3.2 實驗部分43-44
• 3.2.1 原料和試劑43-44
• 3.2.2 主要設備和儀器44
• 3.2.3 樣品的制備44
• 3.2.4 性能測試與表征44
• 3.3 結果與討論44-53
• 3.3.1 PP/C/GF 復合材料的結構與形態(tài)44-47
• 3.3.2 PP/C/GF 復合材料的組成對導熱絕緣性能的影響47-48
• 3.3.3 PP/C/GF 復合材料的組成對流動性能的影響48-49
• 3.3.4 PP/C/GF 復合材料的組成對力學性能的影響49-52
• 3.3.5 PP/C/GF 復合材料的組成對熱穩(wěn)定性的影響52-53
• 3.4 小結53-55
• 第四章 PP/POE/C/BN 導熱絕緣復合材料的制備與性能55-68
• 4.1 引言55-56
• 4.2 實驗部分56-57
• 4.2.1 原料和試劑56
• 4.2.2 主要設備和儀器56
• 4.2.3 樣品的制備56-57
• 4.2.4 性能測試與表征57
• 4.3 結果與討論57-66
• 4.3.1 PP/POE/C/BN 復合材料的組成對力學性能的影響57-62
• 4.3.2 PP/POE/C/BN 復合材料的組成對導熱絕緣性能的影響62-64
• 4.3.3 PP/POE/C/BN 復合材料的組成對流動性能的影響64-65
• 4.3.4 PP/POE/C/BN 復合材料的組成對熱穩(wěn)定性能的影響65-66
• 4.4 小結66-68
• 結論68-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果73-74
• 致謝74-75
• 附件75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周文英;任文娥;;UHMWPE/LLDPE/BN復合塑料導熱性能研究[J];工程塑料應用;2009年10期

2 金榮福;蔡瓊英;夏玉潔;;LED用導熱塑料[J];工程塑料應用;2011年10期

3 儲九榮,張曉輝,徐傳驤;導熱高分子材料的研究與應用[J];高分子材料科學與工程;2000年04期

4 文雯;劉述梅;傅軼;趙建青;;高抗沖導熱絕緣PC/PE/Al_2O_3復合材料的制備與性能[J];高分子材料科學與工程;2011年05期

5 李名英;周曦亞;王達;萬杰;;聚合物基絕緣導熱復合材料的研究進展[J];材料導報;2013年01期

6 秦麗麗;王占京;侯君;瞿雄偉;張立群;Saeed Z;Beckry A;;氮化硼填充導熱絕緣復合材料的研究進展[J];高分子材料科學與工程;2013年09期

7 李賓;劉妍;孫斌;潘敏;戴干策;;聚合物基導熱復合材料的性能及導熱機理[J];化工學報;2009年10期

8 李瑩瑩;朱冬生;;超高分子量聚乙烯基納米復合材料的導熱性能研究[J];化工新型材料;2009年01期

9 李麗;王成國;李同生;陳文忠;;聚碳酸酯及聚碳酸酯合金導熱絕緣高分子材料的研究[J];材料熱處理學報;2007年04期

10 張誠;周平;喬梁;姜力強;;聚全氟乙丙烯/氮化鋁高導熱絕緣復合材料的研究[J];絕緣材料;2007年02期

  本文關鍵詞：導熱絕緣聚丙烯復合材料的制備與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：356393