论文部分内容阅读
近年来,导热塑料显示了广阔的应用前景,越来越受到人们的高度重视。为提高PA46的导热性能,满足应用要求,本文研究了PA46基导热复合材料的制备和性能。研究选择聚己二酰丁二胺(PA46)作为基体,石墨和碳纤维作为填料,并通过熔融共混的方法制备出石墨填充和碳纤维填充以及石墨和碳纤维复合填充型PA46基导热复合材料。本研究分别对石墨的粒径、含量、以及填料改性方法进行了探讨。同时,分析了所制备导热材料的导热性能、力学性能以及微观结构。随着石墨的填充量增加,PA46基导热复合材料的导热率升高,然而复合材料的拉伸强度,冲击强度和断裂伸长率降低。当石墨的质量分数为50%时,导热率达到了3.743W/(m·K),是纯基体的13.91倍；热扩散系数为2.344mm2/s,为纯基体的15.95倍。采用偶联剂改性研究得出选择用量为1%的KH570处理石墨,所制备出的复合材料综合性能最佳。SEM形貌分析表明：随着石墨的粒径的增加,石墨在基体中的分散性逐渐降低。随着石墨含量的增多,石墨在基体中更易形成导热链、网络等通路。并且将实验值与导热模型对比：得出本实验值与Y.Agari导热模型匹配的比较好,证明Y.Agari导热模型适用于低填充量的情况；随着碳纤维质量分数的增加,复合材料的导热率升高。碳纤维含量为40%时,导热率达到1.49W/(m·K),约为原始PA46(0.269W/(m·K))的5.54倍：复合材料的热扩散系数达到0.9755mm2/s,约为原始PA46的(0.147mm2/s)的6.64倍Maxwell-Eucken导热模型适用于小于20%的低填充量的情况。随着碳纤维质量分数的增加,复合材料的冲击强度呈上升趋势。随着碳纤维煅烧时间的增长,复合材料的导热率呈先上升后下降趋势,当1h时,为最佳煅烧时间；当KH570的质量分数为1%时,为最优偶联剂填充含量；在石墨／碳纤维/PA46的三元复合体系之中,随着石墨质量分数的增加,复合材料的导热率整体呈缓慢上升趋势。当两种填料的填充量EG/CF为30%：10%时,导热性能最佳；当EG/CF的质量分数为25%：15%时,复合材料的冲击强度和拉伸强度分别为48.16KJ/m2和43.82MPa,达到最大值。