高性能导热PA6复合材料的制备及其性能研究

发布时间：2017-11-19 19:14

本文关键词：高性能导热PA6复合材料的制备及其性能研究

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【摘要】：当今电子产品朝着高功率、超薄、便捷功能化的方向发展,对导热材料提出了更加苛刻的要求。导热高分子材料以其质轻、易加工成型、耐化学腐蚀性等优点,在散热领域逐渐受到青睐。本文以聚己内酰胺6(PA6)作为基体树脂,选用碳化硅(SiC)和氮化铝(AlN)为导热填料,采用环氧树脂E51和偶联剂KH560对填料进行表面处理,通过双螺杆挤出共混工艺制备性能优良的导热尼龙复合材料。并对所制备复合材料的导热、结晶、力学、耐热等性能进行了系统分析。课题技术难点是如何改善高填充量下导热填料和树脂的界面结合力。本文首先研究导热材料的加工工艺,摸索出在高填充下合适的工艺参数、工艺流程。然后,在合适的工艺下探讨碳化硅填充尼龙6导热复合材料的工艺、结构和性能关系,包括碳化硅填充量、表面处理、以及尼龙6的扩链三方面对复合材料的导热性能、结晶性能、机械性能、耐热性能等性能影响。结果表明,环氧树脂E51是一种有效的碳化硅和尼龙复合界面改性剂。以双螺杆挤出共混法制备的碳化硅尼龙导热复合材料,碳化硅最佳的填充量为60wt%,此时导热复合材料的导热系数达到1.1 W/(m2K);而且所制备导热复合材料的弯曲模量大幅度提升,但冲击强度有所下降;固定60wt%碳化硅填充量时,研究不同份量环氧树脂对复合材料的加工以及性能影响发现环氧树脂E51的质量分数在1wt%(相对于PA6而言)时复合材料的综合性能最佳;进一步同时采用环氧树脂和偶联剂KH560对碳化硅进行表面改性时,能更有效地改善填料与树脂的界面结合力,提高导热复合材料的综合性能,其中KH560份量在0.6wt%(相对于填料而言)时,复合材料性能提升最为明显。最后,在碳化硅尼龙6导热复合材料的实验基础上,进一步通过复配氮化铝以及马来酸酐接枝POE制备增韧导热尼龙6复合材料,并研究其导热性能、耐热性能以及机械性能。研究表明,添加少量氮化铝能有效提高材料导热性能,氮化铝份量在1wt%时,导热系数增大到1.2 W/(m2K),但随着氮化铝份量的增大,复合材料的导热系数变化不大。而马来酸酐接枝POE增韧导热尼龙复合材料时,其韧性略有提高。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ323.6;TB332

【参考文献】

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