聚丙烯基導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、在傳統(tǒng)導(dǎo)熱行業(yè)中的金屬導(dǎo)熱材料雖然導(dǎo)熱率較高，但金屬導(dǎo)熱材料具有易腐蝕，質(zhì)量重，成型加工困難，加工能耗高等問題。聚合物具有優(yōu)良的綜合性能，聚合物基導(dǎo)熱材料可采用注塑、擠出、噴涂等工藝成型加工，不僅可以減少部件數(shù)，降低成本，而且可以靈活的設(shè)計(jì)、注塑、擠出形狀復(fù)雜、壁薄的制品。本文通過雙螺桿擠出方式，分別使用價(jià)格低廉的鐵粉、鋁粉以及鋁粉與氧化鋁的混合粒子做為導(dǎo)熱填料，聚丙烯材料作為基體材料制備導(dǎo)熱聚丙烯復(fù)合材料。分析了填料種類、含量、偶聯(lián)劑

2、的種類等因素對(duì)復(fù)合材料熱導(dǎo)率、電性能、力學(xué)性能及其它性能影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):
　　 1.以鐵粉為導(dǎo)熱填料，使用不同偶聯(lián)劑對(duì)鐵粉進(jìn)行表面處理，得出鋁酸酯偶聯(lián)劑處理效果對(duì)熱導(dǎo)率的影響小。當(dāng)將鐵粉填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到90％時(shí)，聚丙烯復(fù)合材料熱導(dǎo)率提高到2.208W/(m·K)。此時(shí)的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為11.7MPa，彎曲強(qiáng)度為29.1MPa，沖擊強(qiáng)度為1.5kJ/m2(,)體積電阻率值為2.96×108Ω·cm，表面電阻率為2.26×108

3、Ω。鐵粉對(duì)聚丙烯基體的結(jié)晶起到了異相成核的作用有利于導(dǎo)熱性能并且提高了復(fù)合材料的分解溫度。
　　 2.以鋁粉為導(dǎo)熱填料，當(dāng)填料的體積分?jǐn)?shù)增加到70％時(shí)，復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到3.524W/(m·K)，是未添加鋁粉的聚丙烯的14.6倍。當(dāng)鋁粉體積填充量增加到40％時(shí)，導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為1W/(m·K)，同時(shí)復(fù)合材料的導(dǎo)電性能迅速下降，此時(shí)復(fù)合材料的表面電阻率與體積電阻率均在108，使材料具備了抗靜電性能，可作為導(dǎo)熱抗靜電材料

4、使用。實(shí)驗(yàn)表明使用大分子偶聯(lián)劑馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)可以增強(qiáng)基體與填料鋁粉的界面相互作用，更好的提高力學(xué)和導(dǎo)熱性能。鋁粉也是聚丙烯的異相成核劑，能提高聚丙烯的結(jié)晶溫度，增加了結(jié)晶速率。
　　 3.以鋁粉、氧化鋁大小粒徑顆粒配合為混合填料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高填充分?jǐn)?shù)，增大電阻率。當(dāng)混合填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90％時(shí)，導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為3.504W/(m·K)，體積電阻率、表電阻率分別為1.86×1010Ω·cm、4