聚丙烯/氮化硼导热复合材料的制备、性能及热导率模型研究
发布时间：2020-12-06 10:05
导热高分子复合材料以其轻质、高热导率、易加工成型、耐化学腐蚀等优点在电气电子、换热器、航空航天等领域得到了广泛应用。填充导热填料可以提高复合材料热导率。六方氮化硼（h-BN）具有较好的化学稳定性、电绝缘性和优异的导热性能。本文在聚丙烯（PP）中填充h-BN,添加马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-ma）和聚多巴胺,制备出具有较高热导率的复合材料。首先,以PP为基材、h-BN为填料,添加PP-g-ma,利用双螺杆挤出机制备导热复合材料。采用XRD、SEM表征材料的微观结构;同时对复合材料的力学性能和导热性能进行分析。结果表明,PP-g-ma有利于增加PP与h-BN的界面黏结,增强复合材料拉伸强度和断裂伸长率,显著提高其热导率。h-BN含量为25wt%时,添加PP-g-ma的复合材料热导率为0.512W/（m·K）,相对于只添加h-BN的复合材料和PP基材,热导率分别提高1.08和2.26倍。其次,为改善h-BN与PP的相容性,在h-BN表面包裹一层聚多巴胺,通过π-π键作用对h-BN进行非共价修饰（f-BN）,通过SEM、TGA、FTIR及接触角实验进行表征。聚多巴胺中的邻苯二酚以及氨基会与P...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
室温下部分聚合物材料的热导率
材料制备方法主要有两种：一是合成本征型导热复合材过外力或化学方法改变分子或分子链结构；二是通过在种高导热填料来提高复合材料热导率[19]。型导热复合材料合成方法可以制备本征型导热材料[19]，主要包括聚乙炔物分子链排列具有方向性，其中碳碳键使热量更容易在着此方向传递，而对于垂直于这个方向的热量传播较弱高聚物中，高聚物通过机械方法产生变形以及成膜法形增加热导率。聚合物薄膜可以应用在微电子技术中，通方法合成薄膜材料，旋转涂层可以使聚合物分子链在离化过程中聚合物分子体积收缩增加了分子的取向。以上或者整个分子链取向发生变化，进而使聚合物热导率各
图 2-1 复合材料热导率随 h-BN 含量变化关系料热导率随 h-BN 含量变化关系如图 2-1 所示，PP 热着 h-BN 含量的增大，复合材料热导率逐渐增大，添加 P对较高。h-BN 含量为 20wt%和 25wt%时，相对于 PP，导率分别提高至 1.50 倍和 2.10 倍，添加 PP-g-ma 的复1.69 倍和 2.26 倍。界面紧密有助于形成导热通道，从而PP-g-ma 可以增加 h-BN 与 PP 的相容性，减小界面热阻复合材料热导率。结构为材料经液氮脆断镀金后观察到的断面扫描电镜图。图 图，均匀相程度较好。h-BN 理论上是正六棱柱形状，但 2-2(b)所示，h-BN 呈不规则片状，大小不一，厚度较小0um。h-BN 在 PP 中随机分布，低含量时，h-BN 之间基，h-BN 之间相互重叠和搭接，尤其是直径较大的 h-BN
【参考文献】：
期刊论文
[1]导热高分子材料在电子封装领域应用研究[J]. 石路晶,贾长明. 包装工程. 2014(17)
[2]聚丙烯/氧化锌导热复合材料的制备与性能研究[J]. 廖俊,姜宏伟. 塑料科技. 2014(08)
[3]用于烟气余热回收的塑料翅片管换热器的设计及分析[J]. 陈林,孙颖颖,梁江涛,杜小泽,杨立军. 化工学报. 2014(S1)
[4]竹纤维/马来酸酐接枝聚丙烯/聚丙烯复合材料的结构和性能研究[J]. 周松,陈浩,王刚毅,梁斌,夏世福,王春华. 塑料工业. 2013(11)
[5]石墨烯微片/聚丙烯导热复合材料的制备与性能[J]. 汪文,丁宏亮,张子宽,沈烈. 复合材料学报. 2013(06)
[6]世界经济形势下全球聚丙烯生产消费现状与预测[J]. 梁洁. 中外能源. 2013(03)
[7]聚丙烯/膨胀石墨/碳纤维导热复合材料[J]. 徐睿杰,雷彩红,杨志广,廖敦锃,刘舜莉. 塑料. 2012(01)
[8]聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/环氧树脂/玻璃纤维复合材料的制备及其性能研究[J]. 梁珊,罗筑,于杰,李杨,李庆丰,涂兴文. 中国塑料. 2012(01)
[9]聚丙烯接枝马来酸酐修饰碳纳米管增强聚丙烯复合材料的制备及性能[J]. 胡斌,张玲,陶涛,李春忠. 高分子材料科学与工程. 2011(09)
[10]氟塑料换热器研究进展[J]. 戴传山,李彪,王秋香. 化工进展. 2011(S1)
博士论文
[1]高导热聚合物基复合材料的制备与性能研究[D]. 虞锦洪.上海交通大学 2012
[2]聚酰亚胺/氮化铝复合材料的制备与性能研究[D]. 王家俊.浙江大学 2001
硕士论文
[1]多巴胺改性芳纶纤维及其复合材料界面性能研究[D]. 董庆亮.哈尔滨工业大学 2014
[2]多巴胺对炭黑/CNTs的表面功能化修饰的研究[D]. 朱丽君.北京化工大学 2012
[3]膨胀石墨/聚丙烯导热高分子复合材料的研究[D]. 刘汉.华南理工大学 2012
本文编号：2901196
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
室温下部分聚合物材料的热导率
材料制备方法主要有两种：一是合成本征型导热复合材过外力或化学方法改变分子或分子链结构；二是通过在种高导热填料来提高复合材料热导率[19]。型导热复合材料合成方法可以制备本征型导热材料[19]，主要包括聚乙炔物分子链排列具有方向性，其中碳碳键使热量更容易在着此方向传递，而对于垂直于这个方向的热量传播较弱高聚物中，高聚物通过机械方法产生变形以及成膜法形增加热导率。聚合物薄膜可以应用在微电子技术中，通方法合成薄膜材料，旋转涂层可以使聚合物分子链在离化过程中聚合物分子体积收缩增加了分子的取向。以上或者整个分子链取向发生变化，进而使聚合物热导率各
图 2-1 复合材料热导率随 h-BN 含量变化关系料热导率随 h-BN 含量变化关系如图 2-1 所示，PP 热着 h-BN 含量的增大，复合材料热导率逐渐增大，添加 P对较高。h-BN 含量为 20wt%和 25wt%时，相对于 PP，导率分别提高至 1.50 倍和 2.10 倍，添加 PP-g-ma 的复1.69 倍和 2.26 倍。界面紧密有助于形成导热通道，从而PP-g-ma 可以增加 h-BN 与 PP 的相容性，减小界面热阻复合材料热导率。结构为材料经液氮脆断镀金后观察到的断面扫描电镜图。图 图，均匀相程度较好。h-BN 理论上是正六棱柱形状，但 2-2(b)所示，h-BN 呈不规则片状，大小不一，厚度较小0um。h-BN 在 PP 中随机分布，低含量时，h-BN 之间基，h-BN 之间相互重叠和搭接，尤其是直径较大的 h-BN
【参考文献】：
期刊论文
[1]导热高分子材料在电子封装领域应用研究[J]. 石路晶,贾长明. 包装工程. 2014(17)
[2]聚丙烯/氧化锌导热复合材料的制备与性能研究[J]. 廖俊,姜宏伟. 塑料科技. 2014(08)
[3]用于烟气余热回收的塑料翅片管换热器的设计及分析[J]. 陈林,孙颖颖,梁江涛,杜小泽,杨立军. 化工学报. 2014(S1)
[4]竹纤维/马来酸酐接枝聚丙烯/聚丙烯复合材料的结构和性能研究[J]. 周松,陈浩,王刚毅,梁斌,夏世福,王春华. 塑料工业. 2013(11)
[5]石墨烯微片/聚丙烯导热复合材料的制备与性能[J]. 汪文,丁宏亮,张子宽,沈烈. 复合材料学报. 2013(06)
[6]世界经济形势下全球聚丙烯生产消费现状与预测[J]. 梁洁. 中外能源. 2013(03)
[7]聚丙烯/膨胀石墨/碳纤维导热复合材料[J]. 徐睿杰,雷彩红,杨志广,廖敦锃,刘舜莉. 塑料. 2012(01)
[8]聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/环氧树脂/玻璃纤维复合材料的制备及其性能研究[J]. 梁珊,罗筑,于杰,李杨,李庆丰,涂兴文. 中国塑料. 2012(01)
[9]聚丙烯接枝马来酸酐修饰碳纳米管增强聚丙烯复合材料的制备及性能[J]. 胡斌,张玲,陶涛,李春忠. 高分子材料科学与工程. 2011(09)
[10]氟塑料换热器研究进展[J]. 戴传山,李彪,王秋香. 化工进展. 2011(S1)
博士论文
[1]高导热聚合物基复合材料的制备与性能研究[D]. 虞锦洪.上海交通大学 2012
[2]聚酰亚胺/氮化铝复合材料的制备与性能研究[D]. 王家俊.浙江大学 2001
硕士论文
[1]多巴胺改性芳纶纤维及其复合材料界面性能研究[D]. 董庆亮.哈尔滨工业大学 2014
[2]多巴胺对炭黑/CNTs的表面功能化修饰的研究[D]. 朱丽君.北京化工大学 2012
[3]膨胀石墨/聚丙烯导热高分子复合材料的研究[D]. 刘汉.华南理工大学 2012
本文编号：2901196
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