碳纳米管/炭黑填充橡胶复合材料导热性能的研究
发布时间：2022-06-03 22:50
导热橡胶在航空、航天、电子、电器领域有着广泛的应用前景。把碳纳米管填充到橡胶中,渴望获得具有优良导热性能的橡胶复合材料已成为材料领域研究的热点。橡胶工业常见的作为补强填充剂的材料为炭黑,另外,加入炭黑至橡胶制品中,很大程度上会提升橡胶材料的导热性能。本文选用机械共混与溶液共混方法,使得碳纳米管和炭黑填料在天然橡胶基体中均匀分散,分别利用力场与磁场使得碳纳米管在天然橡胶基体中定向排列,改变磁场强度、炭黑的填充量、碳纳米管的填充量和种类,研究其对天然橡胶导热性能和机械性能的影响。最后利用离心法使碳纳米管粒子在硅橡胶中取向,研究硅橡胶复合材料导热系数的变化。研究表明:在磁场取向碳纳米管的实验中,随着磁场强度的增加,磁化碳纳米管和炭黑填充天然橡胶复合材料的导热系数先上升,后下降,最大值为0.405W/（m?K）。比加入未磁化碳纳米管复合材料的导热系数增幅接近一倍。磁场强度为430mT时,加入6%（体积分数,下同）碳纳米管和10%炭黑的复合材料导热系数比没加炭黑时高出0.296W/（m?K）,而没放入磁场时两者相差仅为0.061W/（m?K）。通过机械共混的方法,制备碳纳米管/炭黑天然橡胶复合材...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 碳纳米管
1.2.1 概述
1.2.2 碳纳米管的制备方法
1.2.3 碳纳米管的纯化及表面修饰研究现状
1.2.4 碳纳米管的性能
1.3 炭黑的结构与性能
1.3.1 炭黑物理与化学性能、应用
1.3.2 炭黑结构与导通性能
1.4 高分子材料的导热机理及热导率测试方法
1.5 填充型导热橡胶的研究现状
1.5.1 导热填料
1.5.2 CNTs填充橡胶复合材料
1.6 选题的目的及意义
1.7 主要研究内容
1.8 研究创新点
2 磁场定向碳纳米管/炭黑/天然橡胶复合材料导热性能的实验研究
2.1 实验原理及方案
2.1.1 实验原理
2.1.2 实验方案
2.2 实验材料、设备及配方
2.2.1 实验原料及仪器设备
2.2.2 实验配方
2.3 试样制备、测试及表征
2.3.1 试样制备
2.3.2 试样的分析表征方法
2.4 结果与讨论
2.4.1 碳纳米管的纯化及分散剂对复合材料的影响
2.4.2 碳纳米管磁化前后对复合材料导热性能的影响
2.4.3 炭黑填充量对复合材料导热性能的影响
2.4.4 磁场强度对复合材料导热性能的影响
2.4.5 电镜观察复合材料微观结构
2.5 本章小结
3 机械定向碳纳米管/炭黑/天然橡胶复合材料性能的实验研究
3.1 实验原理及方案
3.1.1 实验原理
3.1.2 实验方案
3.2 实验材料、设备及配方
3.2.1 实验原料及仪器设备
3.2.2 实验配方
3.3 试样制备、测试及表征
3.3.1 试样制备
3.3.2 试样的分析表征方法
3.4 结果与讨论
3.4.1 碳纳米管的填充量对复合材料性能的影响
3.4.2 碳纳米管种类对天然胶复合材料性能的影响
3.4.3 炭黑的填充量对天然胶复合材料性能的影响
3.4.4 电镜观察复合材料微观结构
3.5 本章小结
4 搅拌定向碳纳米管/硅橡胶复合材料导热性能的实验研究
4.1 实验原理及方案
4.2 实验材料、设备及配方
4.2.1 实验原料及仪器设备
4.2.2 实验配方
4.3 试样制备、测试及表征
4.3.1 试样制备
4.3.2 试样的分析表征方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 搅拌时间对硅胶复合材料导热性能的影响
4.4.2 碳纳米管的填充量对硅胶复合材料导热性能的影响
4.4.3 碳纳米管种类对硅胶复合材料导热性能的影响
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
本文编号：3653622
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 碳纳米管
1.2.1 概述
1.2.2 碳纳米管的制备方法
1.2.3 碳纳米管的纯化及表面修饰研究现状
1.2.4 碳纳米管的性能
1.3 炭黑的结构与性能
1.3.1 炭黑物理与化学性能、应用
1.3.2 炭黑结构与导通性能
1.4 高分子材料的导热机理及热导率测试方法
1.5 填充型导热橡胶的研究现状
1.5.1 导热填料
1.5.2 CNTs填充橡胶复合材料
1.6 选题的目的及意义
1.7 主要研究内容
1.8 研究创新点
2 磁场定向碳纳米管/炭黑/天然橡胶复合材料导热性能的实验研究
2.1 实验原理及方案
2.1.1 实验原理
2.1.2 实验方案
2.2 实验材料、设备及配方
2.2.1 实验原料及仪器设备
2.2.2 实验配方
2.3 试样制备、测试及表征
2.3.1 试样制备
2.3.2 试样的分析表征方法
2.4 结果与讨论
2.4.1 碳纳米管的纯化及分散剂对复合材料的影响
2.4.2 碳纳米管磁化前后对复合材料导热性能的影响
2.4.3 炭黑填充量对复合材料导热性能的影响
2.4.4 磁场强度对复合材料导热性能的影响
2.4.5 电镜观察复合材料微观结构
2.5 本章小结
3 机械定向碳纳米管/炭黑/天然橡胶复合材料性能的实验研究
3.1 实验原理及方案
3.1.1 实验原理
3.1.2 实验方案
3.2 实验材料、设备及配方
3.2.1 实验原料及仪器设备
3.2.2 实验配方
3.3 试样制备、测试及表征
3.3.1 试样制备
3.3.2 试样的分析表征方法
3.4 结果与讨论
3.4.1 碳纳米管的填充量对复合材料性能的影响
3.4.2 碳纳米管种类对天然胶复合材料性能的影响
3.4.3 炭黑的填充量对天然胶复合材料性能的影响
3.4.4 电镜观察复合材料微观结构
3.5 本章小结
4 搅拌定向碳纳米管/硅橡胶复合材料导热性能的实验研究
4.1 实验原理及方案
4.2 实验材料、设备及配方
4.2.1 实验原料及仪器设备
4.2.2 实验配方
4.3 试样制备、测试及表征
4.3.1 试样制备
4.3.2 试样的分析表征方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 搅拌时间对硅胶复合材料导热性能的影响
4.4.2 碳纳米管的填充量对硅胶复合材料导热性能的影响
4.4.3 碳纳米管种类对硅胶复合材料导热性能的影响
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
本文编号：3653622
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3653622.html
