增強(qiáng)聚合物的導(dǎo)熱和耐磨性能研究.pdf

1、以導(dǎo)熱電子封裝及耐磨自潤滑聚合物復(fù)合材料為研究背景,對填料增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的制備工藝和性能進(jìn)行了深入研究.首先基于程序升溫DSC法研究環(huán)氧樹脂/咪唑體系的固化反應(yīng)特性,發(fā)現(xiàn)固化劑含量和升溫速率的變化對體系的固化反應(yīng)歷程產(chǎn)生顯著影響,體系固化時的加成反應(yīng)和催化聚醚反應(yīng)為分階段同時進(jìn)行,并確定了最佳成型工藝參數(shù).對碳化硅表面偶聯(lián)處理可有效改善增強(qiáng)樹脂材料的綜合性能.采用在位分散聚合工藝,成功制備微米、納米尺度的碳化硅及其晶須/環(huán)氧樹脂復(fù)合

2、材料,實(shí)現(xiàn)以較少的粒子體積含量(13.8%的納米碳化硅和46.7%微米碳化硅樹脂復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)分別達(dá)到4.1和5.8 W/m.K)制備出熱性能好、強(qiáng)度高的樹脂基復(fù)合材料.基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),提出并驗(yàn)證了基于界面熱阻、粒子形狀和粒子含量的導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測模型.以紅外光譜對偶聯(lián)劑的表面修飾機(jī)理進(jìn)行了深入的研究,研究證實(shí)修飾后的納米碳化硅和樹脂基體發(fā)生了接枝反應(yīng),在樹脂復(fù)合材料中所形成Si-O-Si立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成為材料的導(dǎo)熱骨架,和體系中的納米粒子

3、由于直接接觸而形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈共同作用,顯著提高了含納米顆粒的樹脂復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能.以濕法混合注塑成型制備了增強(qiáng)尼龍1010(NL)復(fù)合材料.研究發(fā)現(xiàn)芳綸纖維(AF)和玻璃纖維(GF)混雜和單一纖維相比沒有降低復(fù)合材料的摩擦系數(shù),混雜增強(qiáng)僅使復(fù)合材料的耐磨性略有提高.對于碳纖維(CF)和玻璃纖維混雜增強(qiáng)尼龍,當(dāng)V<,CF>/V<,GF>的比值在0.4-0.6區(qū)域內(nèi)復(fù)合材料的摩擦系數(shù)和磨損率均低于各種含量的CF增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料,這主要是因?yàn)?/p>

4、CF和GF在摩擦過程中產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng).MoS<,2>、CuO和CF混雜增強(qiáng)尼龍的摩擦系數(shù)隨CF含量的增加而顯著降低.在CF含量較低時,復(fù)合材料主要體現(xiàn)出各種無機(jī)填料的摩擦學(xué)性能.隨CF含量的繼續(xù)增大,CuO-CF-NL和MoS<,2>-CF-NL磨損率和摩擦系數(shù)均優(yōu)于單一的CF或MoS<,2>、CuO填充尼龍,CuO-CF-NL在20%CF含量時的耐磨性能最高,其磨損率比20%CF-NL和10%CuO-NL分別降低了約1.8倍和2個數(shù)量