Cu粉粒径对PEEK/Cu导热复合材料性能的影响
发布时间：2021-10-13 18:47
以铜（Cu）粉为导热填料,采用模压法制备了聚醚醚酮（PEEK）/Cu导热复合材料,并研究了铜粉粒径对PEEK/Cu导热复合材料导热性能、力学性能及结晶性能的影响。结果表明:随着Cu粉粒径的增大,PEEK/Cu导热复合材料的力学性能逐渐下降;当Cu粉粒用量为30%、粒径为10μm时导热复合材料的导热系数达到最佳值0.396 W/（m·K）,相比于纯PEEK提高了67.80%;熔融焓与结晶度随着Cu粉粒径的增大而逐渐减小,因而PEEK/Cu导热复合材料的结晶性能降低。
【文章来源】：塑料科技. 2017,45(09)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
纯PEEK及PEEK/Cu(10μm)复合材料的SEM照片
均，导热系数变化并不明显。而当Cu粉粒径过大时，则会导致复合材料的导热性能下降，这是由于粒径较大的导热填料在形成导热网链时，填料相互之间会形成较大的空间，进而被导热系数较低的基体树脂填充，致使复合材料的导热性能降低。0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.2560.2960.2590.3960.2367510353PEEKCu/μm(W·m/1-K·1-)▲▲图2Cu粉粒径对复合材料导热性能的影响Fig.2EffectofCuparticlesizeonthermalconductivityofcomposites2.3PEEK/Cu复合材料的SEM分析图3为纯PEEK与Cu粉粒径为10μm时复合材料断口的形貌。从图3可以看出，纯PEEK试样的断裂表面较为光滑平坦，呈现河流式花样，在平坦区没有发生明显的塑性变形，为典型的脆性断裂。添加粒径为10μm的Cu粉后材料试样断面出现一些凹凸不平的结构，这是由于Cu粉的加入使得树脂熔体有所吸附，树脂基体将Cu粉粒子紧紧包覆从而引起了应力集中，使得树脂基体形成缺陷，致使复合材料强度降低；同时，由于Cu粉粒子较小的表面积，使得其与树脂基体间的界面结合能降低，复合材料受外力作用时更易受到破坏。(a)纯PEEK(b)Cu粉粒径10μm▲▲图3纯PEEK及PEEK/Cu(10μm)复合材料的SEM照片Fig.3SEMphotosofpurePEEKandPEEK/Cu(10μm)composites2.4PEEK/Cu复合材料的XRD分析由图4可知，纯PEEK在19.20°、21.18°、23.22°、29.30°出现了4个明显的特征衍射峰，分别对应(110)、(111)、(200)、(211)晶面。随着Cu粉粒径的增大，PEEK/Cu复合材料的特征衍射峰逐渐减弱。特征衍射峰变弱说明随着不同粒径Cu粉的加入，PEEK晶片在生长的过程中受到Cu粉的抑制，从而导致材料结晶度降低，进而影响材料的结晶性能、力学性能等。101520253035
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续碳纤维增强杂萘联苯共聚芳醚砜复合材料的制备及力学性能[J]. 刘新宇,刘锐,程圣利,王锦艳,蹇锡高. 高分子材料科学与工程. 2015(03)
[2]填充型导热塑料研究与应用进展[J]. 郭赫楠,温变英. 工程塑料应用. 2014(09)
[3]UV-induced Self-initiated Graft Polymerization of Acrylamide onto Poly（ether ether ketone）[J]. CHEN Rui-chao, SUN Hui, LI Ang and XU Guo-zhi College of Materials Science and Mechanical Engineering, National Center for Quality Supervision and Test of Plastic Products, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, P. R. China. Chemical Research in Chinese Universities. 2012(01)
[4]Thermal conductivity model of filled polymer composites[J]. Ming-xia Shen,Yin-xin Cui,Jing He,and Yao-ming Zhang College of Mechanics and Materials,Hohai University,Nanjing 210098,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2011(05)
[5]Cu粉含量对PTFE基复合材料导热性能影响的数值分析[J]. 解挺,林子钧,陈刚,焦明华,俞建卫,尹延国,刘焜. 金属功能材料. 2010(02)
[6]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)
[7]溶胶-凝胶法应用于Cu粉抗氧化工艺研究[J]. 闫军,崔海萍,杜仕国,刘献杰. 特种铸造及有色合金. 2006(07)
本文编号：3435213
【文章来源】：塑料科技. 2017,45(09)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
纯PEEK及PEEK/Cu(10μm)复合材料的SEM照片
均，导热系数变化并不明显。而当Cu粉粒径过大时，则会导致复合材料的导热性能下降，这是由于粒径较大的导热填料在形成导热网链时，填料相互之间会形成较大的空间，进而被导热系数较低的基体树脂填充，致使复合材料的导热性能降低。0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.2560.2960.2590.3960.2367510353PEEKCu/μm(W·m/1-K·1-)▲▲图2Cu粉粒径对复合材料导热性能的影响Fig.2EffectofCuparticlesizeonthermalconductivityofcomposites2.3PEEK/Cu复合材料的SEM分析图3为纯PEEK与Cu粉粒径为10μm时复合材料断口的形貌。从图3可以看出，纯PEEK试样的断裂表面较为光滑平坦，呈现河流式花样，在平坦区没有发生明显的塑性变形，为典型的脆性断裂。添加粒径为10μm的Cu粉后材料试样断面出现一些凹凸不平的结构，这是由于Cu粉的加入使得树脂熔体有所吸附，树脂基体将Cu粉粒子紧紧包覆从而引起了应力集中，使得树脂基体形成缺陷，致使复合材料强度降低；同时，由于Cu粉粒子较小的表面积，使得其与树脂基体间的界面结合能降低，复合材料受外力作用时更易受到破坏。(a)纯PEEK(b)Cu粉粒径10μm▲▲图3纯PEEK及PEEK/Cu(10μm)复合材料的SEM照片Fig.3SEMphotosofpurePEEKandPEEK/Cu(10μm)composites2.4PEEK/Cu复合材料的XRD分析由图4可知，纯PEEK在19.20°、21.18°、23.22°、29.30°出现了4个明显的特征衍射峰，分别对应(110)、(111)、(200)、(211)晶面。随着Cu粉粒径的增大，PEEK/Cu复合材料的特征衍射峰逐渐减弱。特征衍射峰变弱说明随着不同粒径Cu粉的加入，PEEK晶片在生长的过程中受到Cu粉的抑制，从而导致材料结晶度降低，进而影响材料的结晶性能、力学性能等。101520253035
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续碳纤维增强杂萘联苯共聚芳醚砜复合材料的制备及力学性能[J]. 刘新宇,刘锐,程圣利,王锦艳,蹇锡高. 高分子材料科学与工程. 2015(03)
[2]填充型导热塑料研究与应用进展[J]. 郭赫楠,温变英. 工程塑料应用. 2014(09)
[3]UV-induced Self-initiated Graft Polymerization of Acrylamide onto Poly（ether ether ketone）[J]. CHEN Rui-chao, SUN Hui, LI Ang and XU Guo-zhi College of Materials Science and Mechanical Engineering, National Center for Quality Supervision and Test of Plastic Products, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, P. R. China. Chemical Research in Chinese Universities. 2012(01)
[4]Thermal conductivity model of filled polymer composites[J]. Ming-xia Shen,Yin-xin Cui,Jing He,and Yao-ming Zhang College of Mechanics and Materials,Hohai University,Nanjing 210098,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2011(05)
[5]Cu粉含量对PTFE基复合材料导热性能影响的数值分析[J]. 解挺,林子钧,陈刚,焦明华,俞建卫,尹延国,刘焜. 金属功能材料. 2010(02)
[6]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)
[7]溶胶-凝胶法应用于Cu粉抗氧化工艺研究[J]. 闫军,崔海萍,杜仕国,刘献杰. 特种铸造及有色合金. 2006(07)
本文编号：3435213
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