氮化硼/碳納米管及氮化硼/石墨烯的三維“橋聯(lián)”導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)在聚丙烯基體中的構(gòu)筑
發(fā)布時間：2021-08-10 21:21
等規(guī)聚丙烯（iPP）具有很好的耐熱性、可加工性和電絕緣性,在民生、工業(yè)、國防等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用,但其導(dǎo)熱性差,導(dǎo)熱率約0.23 W m-1K-1,使其在如發(fā)光二極管設(shè)備、電池及通訊設(shè)備等很多新興的電子電器制造行業(yè)應(yīng)用受限。本文選用六方氮化硼（h-BN）納米粒子作為主要導(dǎo)熱填料,與iPP進(jìn)行熔融共混制備導(dǎo)熱復(fù)合材料以提高iPP的導(dǎo)熱性;并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步將導(dǎo)熱性更為優(yōu)異的一維多壁碳納米管（MWCNTs）及二維石墨烯納米片（GNPs）分別少量引入到聚丙烯/氮化硼（iPP/h-BN）體系中,構(gòu)筑出含三維“橋聯(lián)”結(jié)構(gòu)的絕緣導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),以進(jìn)一步提高iPP的導(dǎo)熱性能。（1）以馬來酸酐接枝聚丙烯（MAPP）作相容劑,將不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的h-BN納米粒子與iPP熔融共混制備成聚丙烯/馬來酸酐接枝聚丙烯/氮化硼（iPP/MAPP/h-BN）導(dǎo)熱復(fù)合材料。通過掃描電鏡（SEM）、熱導(dǎo)分析儀、電導(dǎo)儀、萬能力學(xué)試驗機(jī)、旋轉(zhuǎn)流變儀、差示掃描量熱法（DSC）對復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能表征。結(jié)果表明,MAPP的加入有利于提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性,尤其當(dāng)h-BN納米粒子含量較多時...
【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：74 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
含缺陷的單壁碳納米管示意圖
Vf為基體中填料的含量分?jǐn)?shù)。同時結(jié)合其它同類導(dǎo)熱復(fù)合材料研究工作成果[43,44,74]，發(fā)現(xiàn)本文制備的熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)變化規(guī)律符合 MG 模型，填料及基體的選擇合理論支持。同時根據(jù)圖 2-1 看出，MAPP 的加入有利于提高復(fù)合材料的尤其當(dāng) h-BN 納米粒子含量較多時，MAPP 的加入對復(fù)合材料導(dǎo)熱性的更明顯。當(dāng) h-BN 的含量為 30 w.t.%時，iPP/MAPP/h-BN 復(fù)合材料較 iPP/材料的導(dǎo)熱系數(shù)提高了 9.3%。這是因為 MAPP 的加入提升了 h-BN 納 iPP 的相容性，同時增加了兩者的界面相互作用力，進(jìn)一步降低了由聲來的不利影響。2 形貌分析為了直觀的對比研究復(fù)合材料中 h-BN 的分散程度與 h-BN 的含量及 M系，我們利用 SEM 對 iPP/h-BN 和 iPP/MAPP/h-BN 兩種復(fù)合材料的脆了掃描分析。
2-3 氮化硼含量為 30 w.t.%下含相容劑的聚丙烯復(fù)合材料中由氮化硼形成的網(wǎng)狀結(jié)Figure 2-3 The h-BN conductive networks in iPP/MAPP/h-BN-30 sample隨著 h-BN 含量的增加，復(fù)合材料的導(dǎo)熱性得到明顯提升。/MAPP/h-BN 復(fù)合材料，當(dāng) h-BN 含量由 10 w.t.%增加到 30 w.t.%時，復(fù)導(dǎo)熱系數(shù)由 0.23 W m-1K-1提升到了 0.47 W m-1K-1。圖 2-3 是 iPP/MAPP/材料在 h-BN 含量為 30 w.t.%時的電鏡圖。相比于 iPP/MAPP/h-BN-10 樣更容易在 iPP/MAPP/h-BN-30 樣品中發(fā)現(xiàn)由 h-BN 構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而-BN 在高填充量下能很大提升材料的導(dǎo)熱性的主要原因。如圖 2-2-c,d 所體中 h-BN 含量不多時，相互孤立的島狀 h-BN 團(tuán)聚體并不利于熱量有，如果將熱量看作人，而聚合物基體看作是河，如果沒有任何導(dǎo)熱填料規(guī)定的時間內(nèi)過河，那人只能通過游泳渡河，而如果聚合物中分散一定填料，則可以把導(dǎo)熱填料看作相互孤立漂浮的木板，人就可以通過在木而過河，但這仍要消耗相對較長的時間。而當(dāng) h-BN 的填入量增多時，才可以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖 2-3-a,b 所示，這將利于熱量在復(fù)合材料中播。這證明在基體中的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)要在 h-BN 較高填充量下才能形成。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]少膠云母帶在高壓電機(jī)上的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 王文,夏宇. 絕緣材料. 2014(01)
本文編號：3334801
【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：74 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
含缺陷的單壁碳納米管示意圖
Vf為基體中填料的含量分?jǐn)?shù)。同時結(jié)合其它同類導(dǎo)熱復(fù)合材料研究工作成果[43,44,74]，發(fā)現(xiàn)本文制備的熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)變化規(guī)律符合 MG 模型，填料及基體的選擇合理論支持。同時根據(jù)圖 2-1 看出，MAPP 的加入有利于提高復(fù)合材料的尤其當(dāng) h-BN 納米粒子含量較多時，MAPP 的加入對復(fù)合材料導(dǎo)熱性的更明顯。當(dāng) h-BN 的含量為 30 w.t.%時，iPP/MAPP/h-BN 復(fù)合材料較 iPP/材料的導(dǎo)熱系數(shù)提高了 9.3%。這是因為 MAPP 的加入提升了 h-BN 納 iPP 的相容性，同時增加了兩者的界面相互作用力，進(jìn)一步降低了由聲來的不利影響。2 形貌分析為了直觀的對比研究復(fù)合材料中 h-BN 的分散程度與 h-BN 的含量及 M系，我們利用 SEM 對 iPP/h-BN 和 iPP/MAPP/h-BN 兩種復(fù)合材料的脆了掃描分析。
2-3 氮化硼含量為 30 w.t.%下含相容劑的聚丙烯復(fù)合材料中由氮化硼形成的網(wǎng)狀結(jié)Figure 2-3 The h-BN conductive networks in iPP/MAPP/h-BN-30 sample隨著 h-BN 含量的增加，復(fù)合材料的導(dǎo)熱性得到明顯提升。/MAPP/h-BN 復(fù)合材料，當(dāng) h-BN 含量由 10 w.t.%增加到 30 w.t.%時，復(fù)導(dǎo)熱系數(shù)由 0.23 W m-1K-1提升到了 0.47 W m-1K-1。圖 2-3 是 iPP/MAPP/材料在 h-BN 含量為 30 w.t.%時的電鏡圖。相比于 iPP/MAPP/h-BN-10 樣更容易在 iPP/MAPP/h-BN-30 樣品中發(fā)現(xiàn)由 h-BN 構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而-BN 在高填充量下能很大提升材料的導(dǎo)熱性的主要原因。如圖 2-2-c,d 所體中 h-BN 含量不多時，相互孤立的島狀 h-BN 團(tuán)聚體并不利于熱量有，如果將熱量看作人，而聚合物基體看作是河，如果沒有任何導(dǎo)熱填料規(guī)定的時間內(nèi)過河，那人只能通過游泳渡河，而如果聚合物中分散一定填料，則可以把導(dǎo)熱填料看作相互孤立漂浮的木板，人就可以通過在木而過河，但這仍要消耗相對較長的時間。而當(dāng) h-BN 的填入量增多時，才可以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖 2-3-a,b 所示，這將利于熱量在復(fù)合材料中播。這證明在基體中的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)要在 h-BN 較高填充量下才能形成。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]少膠云母帶在高壓電機(jī)上的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 王文,夏宇. 絕緣材料. 2014(01)
本文編號：3334801
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