【摘要】：在工業(yè)生產(chǎn)和能源回收過程中,耐腐蝕換熱設備的應用非常普遍。耐腐蝕性強同時具有良好導熱性能和機械性能的材料,對于開發(fā)耐腐蝕換熱設備以滿足石油化工行業(yè)的需求具有重要意義。論文以聚偏氟乙烯(PVDF)樹脂為基體,以鱗片石墨為填料,碳纖維為增強材料,采用熔融混煉方法制備聚偏氟乙烯導熱復合材料,其導熱系數(shù)達12.43W/(m·k),拉伸強度55MPa,沖擊強度27MPa；以石墨粉為填料,碳纖維布為增強材料,采用溶液包覆法制備聚偏氟乙烯導熱復合材料,其導熱系數(shù)達29W/(m·k),彎曲強度44MPa,沖擊強度21MPa。借助于掃描電子顯微鏡對不同填料在基體中的分散效果與形貌特征進行表征,探討了混煉過程、工藝配方和填料表面處理對其在基體中分散效果的影響；利用差示掃描量熱儀和X射線衍射分析儀表征復合材料的結(jié)晶行為,探討填料種類、填充量對復合材料中聚偏氟乙烯基體結(jié)晶行為的影響。研究結(jié)果表明,不同目數(shù)鱗片石墨的復配,由于不同鱗片尺寸的填料相互之間的協(xié)同效應導致復合材料內(nèi)填料堆砌緊密度增加,降低體系中填料間的孔隙率,有利于導熱網(wǎng)絡的形成；混沌混合過程對提高填料在聚偏氟乙烯基體中的分散、分布有著重要的影響,進而促進樹脂基體對填料的包覆和復合體系中各相之間的界面結(jié)合；鱗片石墨以及碳纖維對聚偏氟乙烯有異相成核的作用,促進復合材料中聚偏氟乙烯的結(jié)晶溫度(Tc)升高；石墨粉/聚偏氟乙烯復合材料中添加三維編織結(jié)構(gòu)的碳纖維布能夠在保證材料較好導熱性能的前提下顯著提高復合材料的綜合機械性能。
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圖片說明： ＤＨＧ電熱恒溫鼓風干燥箱：ＤＧＧ－９００３，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；逡逑掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）；邋ＮＯＶＡＮａｎｏＳＥＭ４５０，美國ＦＥＩ公司；逡逑小型密煉機：自行開發(fā)；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如圖２．１所示。逡逑４ｆ逡逑圖２．１密煉機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｅ邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｍｉｘｅｒ邋ｒｏｔｏｒｓ逡逑
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圖片說明： ２．３所示。由圖中可１＾＞１看到，在聚偏l#乙^0基體中，淲片石墨沒有發(fā)生團聚現(xiàn)象，分散逡逑比較均勻，而且隨著淲片石墨質(zhì)量分數(shù)的增加，片層石墨之間相互連接的幾率越來越大。逡逑當淲片石墨的質(zhì)量分數(shù)小于２０％時，如圖２．２邋（ａ）和圖２．２化），，淲片石墨作為分散相，逡逑聚偏l#己蹄為連續(xù)相，片層石墨＾＾片狀插層的形式分散在樹脂基體中；當淲片石墨的質(zhì)逡逑量分數(shù)達到３０％時，如圖２．２邋（Ｃ），有部分片層石墨開始相互搭接，局部形成導熱鏈；逡逑當淲片石墨質(zhì)量分數(shù)達到４０％時，如圖２．２邋（ｄ）和圖２．２邋（ｅ），越來越多的片狀石墨開逡逑始相互連接，形成導熱網(wǎng)絡鏈。逡逑ｍｍｍ逡逑WW逡逑圖２．３聚偏l#乙}啵瘺春喜牧隙廈嫘蚊玻櫻牛屯跡唬ǎ幔╁澹擔澳繙W片石墨質(zhì)量分數(shù)１０％；化）逡逑５０目淲片石墨質(zhì)量分數(shù)２０％；邋（Ｃ）邋５０目淲片石墨質(zhì)量分數(shù)３０％；邋（ｄ）邋５０目淲片石墨質(zhì)量分數(shù)４０％；逡逑（ｅ）邋５０目淲片石墨質(zhì)量分數(shù)４５％逡逑Ｆｉｇ邋２．３邋ＳＥＭ邋ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ邋ｏｆ邋ｆｒａｃｔｕｒｅｄ邋ｃｒｏｓｓ邋化ｃｔｉｏｎ邋ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋化ｅ邋ＰＶＤＦ／ＦＧ邋ｃｏｍｐｏｓｈｅｓ：邋（ａ）逡逑ＳＯｍｅｓｈ邋ｌＯｗｔ％邋ＦＧ；邋（ｂ）邋５０邋ｍｅｓｈ邋２０ｗｔ0／0邋ＦＧ；邋（ｃ）邋５０ｍｅ濁邋３０ｗｔ％邋ＦＧ；邋（ｄ）邋５０ｍｅｓｈ邋４０ｗｔ％邋ＦＧ；邋（ｅ）邋５０ｍｅｓｈ逡逑４５ｗｔ％邋ＦＧ逡逑２．２N２淲片石墨的含量對復合材料導熱性能的影響逡逑圖２．４為不同淲片石墨含量的復合材料的導熱系數(shù)。由圖中可見，隨著淲片石墨質(zhì)逡逑量分數(shù)的增加，復合材料的導熱系數(shù)增大。當淲片石墨質(zhì)量分數(shù)低于４０％時
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB332

【參考文獻】

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本文編號：2514863