原位增容、增韌PA6-PET導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備及性能.pdf

1、PA6作為重要的工程塑料,具有性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)規(guī)整等優(yōu)點(diǎn)。為了拓展在機(jī)械注塑部件、電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用,近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者把目光聚焦在PA6導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究上,如LED燈。但由于PA6吸濕性大,尺寸穩(wěn)定性差等缺點(diǎn),未得到廣泛推廣。而PET具有很好的耐熱性、耐候性、尺寸穩(wěn)定性,本文以PA6、PET為主體,通過(guò)改善兩者相容性、提升韌性,制備性能優(yōu)異的改性基體;選擇氧化鋁及鱗片石墨粉體作為導(dǎo)熱粉體,制備導(dǎo)熱PA6/PET復(fù)合材料,對(duì)復(fù)合材料的性

2、能進(jìn)行探討。主要內(nèi)容如下:
　　1)PA6/PET改性基體的制備。以PA6、PET為主體,選擇三種反應(yīng)型相容劑;以POE-g-MAH為增韌劑,通過(guò)熔融擠出反應(yīng)制備PA6/PET合金。扭矩分析表明,相容劑在原位增容的同時(shí),可對(duì)PA6及PET擴(kuò)鏈,明顯提高體系粘度、分子量,從而體現(xiàn)出扭矩增大,BUDGE作為相容劑可更好提升兩相相容性;力學(xué)性能分析表明,BUDGE對(duì)PA6及PET擴(kuò)鏈后,共混物拉伸強(qiáng)度提高10％以上、沖擊強(qiáng)度提高近300

3、%;DSC分析表明,經(jīng)擴(kuò)鏈反應(yīng)后PA6/PET存在明顯結(jié)晶變化,這是由于擴(kuò)鏈反應(yīng)形成的共聚物所體現(xiàn)的結(jié)晶現(xiàn)象;分析表明,PET含量較高時(shí)不利于兩相增容反應(yīng),當(dāng)PA6/PET質(zhì)量配比為80/20時(shí),可獲得相容性、流動(dòng)性、韌性較好的兩相共混物改性基體。隨著POE-g-MAH添加量的增加,共混物拉伸及彎曲性能逐漸降低,而沖擊性能逐漸上升。
　　2)氧化鋁/PA6/PET導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備。以上述改性基體為主體,選擇不同粒徑的氧化鋁為導(dǎo)熱

4、粉體,三種不同偶聯(lián)劑作為表面處理劑,熔融擠出制備導(dǎo)熱復(fù)合材料,探討復(fù)合材料的性能。分析表明,偶聯(lián)劑可明顯降低氧化鋁粉體表面羥基含量、阻礙粉體團(tuán)聚,提高粉體活化度及分散度,從而提高復(fù)合材料的熱導(dǎo)率及力學(xué)性能,鈦酸酯偶聯(lián)劑效果最好。氧化鋁粒徑及填充量的影響結(jié)果表明,隨著填充分?jǐn)?shù)的增加復(fù)合材料熱導(dǎo)率增大,且30%時(shí)為臨界點(diǎn),熱導(dǎo)率出現(xiàn)激增,而復(fù)合材料的力學(xué)性能則是先升后降。分析表明,粉體粒徑過(guò)大或過(guò)小均對(duì)復(fù)合材料不利,10μm氧化鋁的對(duì)復(fù)合材

5、料性能最好。
　　3)石墨/PA6/PET導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備。為了優(yōu)化復(fù)合材料的力學(xué)性能及熱導(dǎo)率,以鱗片石墨作為導(dǎo)熱填料,制備導(dǎo)熱復(fù)合材料,結(jié)果表明石墨起到了更好的效果,不僅大大提高了熱導(dǎo)率,力學(xué)性能也得到了改善。XRD測(cè)試表明在熔融擠出過(guò)程中片層打開層間距明顯增大,熱導(dǎo)率結(jié)果表明,隨石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,復(fù)合材料熱導(dǎo)率逐漸增大,石墨含量達(dá)到50%時(shí),熱導(dǎo)率出現(xiàn)激增,達(dá)到臨界點(diǎn),當(dāng)石墨含量達(dá)到70%時(shí),熱導(dǎo)率可達(dá)到2.8W/m·k。

6、力學(xué)性能測(cè)試表明當(dāng)石墨含量達(dá)到40%時(shí),復(fù)合材料力學(xué)性能處于最佳狀態(tài)。非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究表明,添加40wt%石墨明顯提高了了復(fù)合材料的結(jié)晶溫度Tp,且增大了復(fù)合材料的半結(jié)晶時(shí)間t1/2;Avrami方程分析表明,添加40wt%石墨使KC變小,復(fù)合材料結(jié)晶速率變慢,PA6/PET改性復(fù)合材料結(jié)晶分為初始結(jié)晶和二次結(jié)晶兩個(gè)過(guò)程,生長(zhǎng)方式也存在二維與三維的方式;由Mo方程分析及結(jié)晶活化能數(shù)據(jù)可知,石墨的填充降低了體系的結(jié)晶速率,結(jié)晶活化能增