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聚合物基导热绝缘复合材料是一种以高分子材料为基体,无机陶瓷粉体为导热填料,通过传统的加工方法将二者复合制备出的新型导热材料,具有高导热、电绝缘、质量轻、耐化学腐蚀、设计自由度大、易加工成型、力学性能优良等优点,在电子信息工程、采暖工程、换热工程、航空航天等领域有着广泛的应用前景。本研究分别使用尼龙6(PA6)、聚苯硫醚(PPS)、高密度聚乙烯(HDPE)为树脂基体,采用熔融共混法将三种导热填料与高分子材料复合,制备出聚合物基导热绝缘复合材料。通过将三种不同种类和不同形状的填料粒子在树脂基体中构建起三维导热网络,在保持高分子材料本身力学性能的前提下,提高复合材料的热导率。借助于扫描电镜(SEM)、热导率分析仪、红外光谱、电阻测试仪、接触角、X射线衍射仪(XRD)、热重分析(TGA)以及力学性能测试等表征手段研究了填料配比、表面改性、填料用量和成型方式等因素对复合材料的微观形貌、导热性能、电绝缘性能、热稳定性能及结晶性能的影响。 首先研究了鳞片石墨、氧化铝和碳化硅晶须三元导热填料的配比,硅烷偶联剂KH550对填料表面改性的条件,在确定下配比和改性条件之后,再研究三元混合填料用量对导热绝缘复合材料的导热性能、电绝缘性能、热稳定性以及力学性能的影响。研究结果表明当硅烷偶联剂KH550用量为3wt%,偶联剂水解pH值为4.5,改性时间为2小时,鳞片石墨、氧化铝和碳化硅晶须的质量比为2∶1∶3时,导热绝缘复合材料的热导率最高。经改性的三元混合填料按照最佳的配比混后与尼龙6等聚合物基体熔融共混制备复合材料。随填料用量增大,三种具有不同形状韵高导热填料,在树脂基体中形成三维导热网络,复合材料的热导率、热稳定性提高,电绝缘性能和力学性能有一定的下降。 其次研究了加工成型方法对复合材料性能的影响。研究表明,模压成型法能提供更大的成型压力和更长的保压退火时间,从而使模压成型的复合材料样品的导热性能、结晶性能和材料密度均优于注塑成型样品,而电绝缘性能却有所下降。 最后,分别制备了聚苯硫醚基导热绝缘复合材料和高密度聚乙烯基导热绝缘复合材料。结果表明复合材料的导热性能、热稳定性均随导热填料用量增大而增大,电绝缘性能和力学性能有一定程度地下降。