聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備與絕緣性能研究.pdf

1、絕緣導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料以其優(yōu)異的絕緣性能以及導(dǎo)熱性能,在航空航天、電子封裝、電力設(shè)備等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。但是,隨著微電子元件的高集成化、微型化,工業(yè)應(yīng)用中對于封裝材料的及時散熱能力性能以及穩(wěn)定性提出了越來越高的要求。因此,研制同時擁有高導(dǎo)熱性能和絕緣性能的聚合物基復(fù)合材料已經(jīng)成為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界研究的熱點。本文分別以氮化鋁(AlN)、氧化鋁包覆石墨稀雜化物( GS@Al2O3)為導(dǎo)熱填料,以脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、聚偏氟乙烯(PVDF)作為基

2、體,制備了一系列絕緣高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料,并進行表征及性能研究。
　　本文第一部分工作:首先對氮化鋁納米顆粒進行表面改性,采用兩步法將超支化聚芳酰胺接枝到其表面(AlN-HBP);然后將不同表面改性的氮化鋁納米顆粒與環(huán)氧樹脂復(fù)合,制備出AlN、AlN-APS、AlN-HBP/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。系統(tǒng)地研究了表面改性氮化鋁納米顆粒對于復(fù)合材料微觀形貌、導(dǎo)熱性能、絕緣性能、動態(tài)力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響。結(jié)果表明超支化聚

3、芳酰胺表面改性能夠綜合提高復(fù)合材料以上性能。當填料含量為10 wt％時,AlN-HBP/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)從純環(huán)氧樹脂的0.236 W/m?K提高到0.285 W/m?K,增加21%;玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高10℃;擊穿強度提高至32.87 kV·mm-1。
　　本文第二部分工作:首先采用一種新穎的靜電自組裝方法制備氧化鋁包覆石墨稀(GS@Al2O3)雜化物,然后通過溶液共混的方法制備聚偏氟乙烯復(fù)合材料。系統(tǒng)地研究了氧化鋁包覆石墨

4、稀雜化物的配比及含量對聚偏氟乙烯復(fù)合材料的導(dǎo)熱及絕緣性能的影響。結(jié)果表明:(1)從SEM和TEM可以得出,通過靜電自組裝的方法可以使Al2O3混勻地包覆在石墨烯的表面。(2)通過研究 GS/Al2O3配比對于PVDF復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響,可以得出1:20為GS/Al2O3的最佳配比,當雜化物含量為40 wt%時,GS@Al2O3/PVDF的導(dǎo)熱系數(shù)為0.586 W/m?K,比純PVDF高188%。(3)在GS/Al2O3配比大于1:2