BN在单一基体及共混聚合物中的导热网络调控
发布时间：2021-07-05 21:55
随着电子设备的小型化和高能量密度化,对导热材料的要求日益迫切。为了适应电子工业的发展,导热绝缘复合材料的研究是必不可少的关键环节。氮化硼（BN）因具有良好的导热性能和电绝缘性能,常被用作理想导热填料,填充到高分子基体中制备导热绝缘复合材料。同时为了克服无机填料高填充带来的加工性能变差等问题,对BN聚合物基复合材料的制备方法研究就尤为重要。本论文选用六方氮化硼（h-BN）为导热填料,力学性能和加工性能优良的聚酰胺6（PA6）为基体,采用熔融混合,溶液混合和粉末混合三种方法制备PA6基导热复合材料,深入研究填料含量及制备方法对复合材料导热,微观形貌、熔融结晶及热稳定等性能的影响。测试结果表明,三种制备方法得到的复合材料热导率均随填料含量增加而增大,达到一定填充量后,溶液混合的热导率增速明显变快,在填充量为25wt%左右时,达到导热逾渗阈值。当h-BN添加量为40wt%时,溶液混合得到的复合材料热导率达到1.45W·m-1·K-1,是纯PA6的4.0倍。而相同含量下熔融混合和粉末混合的复合材料热导率仅为1.13W.m-1.K-1和1.32W·m-1·K-1。实验得到的结果与利用Agari模型...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２导热填料选择性分布在其中一相和两相界面的结构示意图??
Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ?ｏｆ?ｈ－ＢＮ／ＰＡ６?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｗｉｔｈ??ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄｓ??从图２．２可以看出，无论哪种制备方法得到的导热复合材料，随着ｈ－ＢＮ填??充量增加，其热导率都会随之递增。在ｈ－ＢＮ填充量相同时，溶液混合和粉末混??合得到的复合材料导热效果均优于熔融混合制备的复合材料，但在ｈ－ＢＮ填充量??达到２０ｗｔ％以后，粉末混合的热导率增加较缓慢，明显低于溶液混合制备复合材??料的热导率。当ｈ－ＢＮ填充质量分数为４０％时，熔融混合和粉末混合的热导率分??别为ｌ．ｌＳＷ．ｍ＋Ｋ：１和ｌ＾Ｗ．ｍ＇Ｋ：１，而溶液混合的热导率增幅最大，达到??１．４５Ｗ．ｍ—ＬＫ＇是纯ＰＡ６树脂（ＯＪＧＷ．ｍ?＾Ｋ１）的４．０倍。综合上述分析可知，??在低ｈ－ＢＮ填充量时（低于２０ｗｔ％），粉末混合制备的导热复合材料导热性能最??优；这是由于粉末混合得到的ｈ－ＢＮ／ＰＡ６复合材料
Ｆｉｇ．?２．３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｅｔｈｏｄｓ：?（ａ，ｂ）?ＭＭ，?（ｃ，ｄ）??ＳＭ，?（ｅ，ｆ）?ＰＭ??图２．３中（ａ，ｂ）是熔融混合制备的ｈ－ＢＮ／ＰＡ６复合材料断面形貌，可以看出??ｈ－ＢＮ与聚合物基体结合不紧密，界面相容性差，且填料分散不均匀。图２．３?（ｃ，ｄ）??是溶液混合制备的ｈ－ＢＮ／ＰＡ６复合材料断面形貌，从图ｄ可以明显看出片层ｈ－ＢＮ??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛酸酯偶联剂改性超细重碳酸钙填充的ABS复合材料性能研究[J]. 李永安,彭鹤松,宋世坤,邓鑫,冯才敏. 塑料助剂. 2017(04)
[2]动态流变学对PVDF/PTW共混物流体相容性研究[J]. 陆佳俊,白绘宇,王玮,刘静,马丕明,东为富,刘晓亚. 高分子学报. 2016(03)
[3]聚合物基导热复合材料的研究进展[J]. 吕召胜,李亚,姚利辉,王亚娟,蒋岚,段景宽. 塑料助剂. 2015(04)
[4]Recent Progress on Fabrications and Applications of Boron Nitride Nanomaterials:A Review[J]. Xiang-Fen Jiang,Qunhong Weng,Xue-Bin Wang,Xia Li,Jun Zhang,Dmitri Golberg,Yoshio Bando. Journal of Materials Science & Technology. 2015(06)
[5]BN填充PA6基导热绝缘复合材料导热性能研究[J]. 王鹏,黄伟,陈历波,常明强,付晓蓉. 中国塑料. 2015(03)
[6]聚合物/BN导热复合材料研究进展[J]. 周文英,王子君,董丽娜,睢雪珍. 合成树脂及塑料. 2015(02)
[7]导热填料在绝缘高分子材料中的应用[J]. 李俊明,虞鑫海,罗道明. 绝缘材料. 2013(02)
[8]填充型尼龙6导热绝缘复合材料的性能及制备[J]. 李明辉,高智芳,罗红林,万怡灶. 塑料. 2013(01)
[9]导热高分子复合材料的研究进展[J]. 肖善雄,张艺,孙世彧,刘四委,池振国,许家瑞. 广东化工. 2010(02)
[10]PP/EPDM共混物热氧稳定性研究[J]. 吴小兵,刘小林,杨其,胡晓娟,周俊峰,高丽彦. 化学研究与应用. 2009(05)
硕士论文
[1]碳及氮化硼纳米材料的表面改性及其在聚羟基脂肪酸酯改性方面的应用研究[D]. 陆颖.河北工业大学 2015
[2]导热绝缘尼龙6复合材料的性能研究[D]. 孙芳.合肥工业大学 2015
[3]尼龙6导热复合材料制备与性能研究[D]. 陈金梅.北京化工大学 2014
[4]氮化硼及其导热复合材料的制备研究[D]. 姜建新.哈尔滨理工大学 2012
[5]氧化铝填充聚碳酸酯复合物的制备与性能研究[D]. 文雯.华南理工大学 2010
本文编号：3266899
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２导热填料选择性分布在其中一相和两相界面的结构示意图??
Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ?ｏｆ?ｈ－ＢＮ／ＰＡ６?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｗｉｔｈ??ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄｓ??从图２．２可以看出，无论哪种制备方法得到的导热复合材料，随着ｈ－ＢＮ填??充量增加，其热导率都会随之递增。在ｈ－ＢＮ填充量相同时，溶液混合和粉末混??合得到的复合材料导热效果均优于熔融混合制备的复合材料，但在ｈ－ＢＮ填充量??达到２０ｗｔ％以后，粉末混合的热导率增加较缓慢，明显低于溶液混合制备复合材??料的热导率。当ｈ－ＢＮ填充质量分数为４０％时，熔融混合和粉末混合的热导率分??别为ｌ．ｌＳＷ．ｍ＋Ｋ：１和ｌ＾Ｗ．ｍ＇Ｋ：１，而溶液混合的热导率增幅最大，达到??１．４５Ｗ．ｍ—ＬＫ＇是纯ＰＡ６树脂（ＯＪＧＷ．ｍ?＾Ｋ１）的４．０倍。综合上述分析可知，??在低ｈ－ＢＮ填充量时（低于２０ｗｔ％），粉末混合制备的导热复合材料导热性能最??优；这是由于粉末混合得到的ｈ－ＢＮ／ＰＡ６复合材料
Ｆｉｇ．?２．３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｅｔｈｏｄｓ：?（ａ，ｂ）?ＭＭ，?（ｃ，ｄ）??ＳＭ，?（ｅ，ｆ）?ＰＭ??图２．３中（ａ，ｂ）是熔融混合制备的ｈ－ＢＮ／ＰＡ６复合材料断面形貌，可以看出??ｈ－ＢＮ与聚合物基体结合不紧密，界面相容性差，且填料分散不均匀。图２．３?（ｃ，ｄ）??是溶液混合制备的ｈ－ＢＮ／ＰＡ６复合材料断面形貌，从图ｄ可以明显看出片层ｈ－ＢＮ??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛酸酯偶联剂改性超细重碳酸钙填充的ABS复合材料性能研究[J]. 李永安,彭鹤松,宋世坤,邓鑫,冯才敏. 塑料助剂. 2017(04)
[2]动态流变学对PVDF/PTW共混物流体相容性研究[J]. 陆佳俊,白绘宇,王玮,刘静,马丕明,东为富,刘晓亚. 高分子学报. 2016(03)
[3]聚合物基导热复合材料的研究进展[J]. 吕召胜,李亚,姚利辉,王亚娟,蒋岚,段景宽. 塑料助剂. 2015(04)
[4]Recent Progress on Fabrications and Applications of Boron Nitride Nanomaterials:A Review[J]. Xiang-Fen Jiang,Qunhong Weng,Xue-Bin Wang,Xia Li,Jun Zhang,Dmitri Golberg,Yoshio Bando. Journal of Materials Science & Technology. 2015(06)
[5]BN填充PA6基导热绝缘复合材料导热性能研究[J]. 王鹏,黄伟,陈历波,常明强,付晓蓉. 中国塑料. 2015(03)
[6]聚合物/BN导热复合材料研究进展[J]. 周文英,王子君,董丽娜,睢雪珍. 合成树脂及塑料. 2015(02)
[7]导热填料在绝缘高分子材料中的应用[J]. 李俊明,虞鑫海,罗道明. 绝缘材料. 2013(02)
[8]填充型尼龙6导热绝缘复合材料的性能及制备[J]. 李明辉,高智芳,罗红林,万怡灶. 塑料. 2013(01)
[9]导热高分子复合材料的研究进展[J]. 肖善雄,张艺,孙世彧,刘四委,池振国,许家瑞. 广东化工. 2010(02)
[10]PP/EPDM共混物热氧稳定性研究[J]. 吴小兵,刘小林,杨其,胡晓娟,周俊峰,高丽彦. 化学研究与应用. 2009(05)
硕士论文
[1]碳及氮化硼纳米材料的表面改性及其在聚羟基脂肪酸酯改性方面的应用研究[D]. 陆颖.河北工业大学 2015
[2]导热绝缘尼龙6复合材料的性能研究[D]. 孙芳.合肥工业大学 2015
[3]尼龙6导热复合材料制备与性能研究[D]. 陈金梅.北京化工大学 2014
[4]氮化硼及其导热复合材料的制备研究[D]. 姜建新.哈尔滨理工大学 2012
[5]氧化铝填充聚碳酸酯复合物的制备与性能研究[D]. 文雯.华南理工大学 2010
本文编号：3266899
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