尼龍12和環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對導(dǎo)熱材料的要求越來越高。如在電子電氣領(lǐng)域需要所用封裝材料既具有導(dǎo)熱能力,又要良好的粘結(jié)性能和成型加工型。較高熱導(dǎo)率的材料伴隨著集成技術(shù)和組裝技術(shù)的快速發(fā)展變得越來越重要。而傳統(tǒng)的導(dǎo)熱材料如金屬銅易腐蝕,陶瓷易碎等缺點(diǎn),因而迫切需要開發(fā)出高熱導(dǎo)率、經(jīng)濟(jì)耐用、易加工等綜合性能優(yōu)良的材料。本文分別以碳纖維,石墨烯為導(dǎo)熱填料,以尼龍12和環(huán)氧樹脂為基體制備了填充導(dǎo)熱復(fù)合材料,并研究導(dǎo)熱填料對聚合物性能的影響。

2、>　　首先,采用雙輥開煉機(jī)將碳纖維填充到尼龍12中制備了碳纖維/尼龍12復(fù)合材料。然后詳細(xì)研究了復(fù)合材料的熱導(dǎo)率、電阻率、熱性能、形貌、力學(xué)性能和流變性能隨著碳纖維含量變化的影響,結(jié)果表明:(1)碳纖維能大幅地提高尼龍12的熱導(dǎo)率,且由于纖維的各向異性,在加工成型過程中會沿流動方向取向,導(dǎo)致材料在平行于流動方向的層內(nèi)導(dǎo)熱率以及垂直于流動方向的層間導(dǎo)熱率差異很大,當(dāng)碳纖維的填充體積為47.4％時,復(fù)合材料的層間熱導(dǎo)率為1.502 W/(m

3、·K),而層內(nèi)熱導(dǎo)率達(dá)到3.425 W/(m·K),但復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度與純尼龍12基本相差不大。(2)隨著碳纖維的加入,尼龍12的熱變形溫度逐漸升高,當(dāng)碳纖維填充量為47.4 vol%時,復(fù)合材料的熱變形溫度升高到131.1℃,耐熱性顯著提高。(3)碳纖維可作為成核劑,降低尼龍12的結(jié)晶溫度。但大量碳纖維的填充會造成體系的粘度增加,高分子鏈段排列困難,結(jié)晶不完善,最終導(dǎo)致結(jié)晶度降低。(4)碳纖維能大幅地提高尼龍12復(fù)合材料的粘度和剪切

4、儲存,剪切損耗模量。
　　其次,采用了綠色還原劑多巴胺(DA)對氧化石墨烯(GO)進(jìn)行了還原和改性制備了多巴胺還原氧化石墨烯(PDA-GO),對 PDA-GO的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的表征, XRD、Raman和UV-vis測試表明PDA-GO呈完全剝離狀,且π-π共軛結(jié)構(gòu)已恢復(fù);FT-IR和XPS表征顯示 GO已經(jīng)被還原,且還原的GO表面被氧化的多巴胺所改性。然后將PDA-GO與環(huán)氧樹脂(EP)進(jìn)行混合,研究了PDA-GO在環(huán)氧樹脂中的