【摘 要】
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随着现代工业与信息技术的飞速发展,近年来对导热材料的需求越来越多,要求也越来越高。其中聚合物基导热复合材料因具备易加工、质轻、耐腐蚀、成本低廉、韧性好等优异的特点,从而成为目前学术界及工业界关注的焦点,并在散热材料研发及应用领域形成了“以塑代钢/铝”的发展趋势。而聚苯醚作为五大工程塑料中的一种,多项性能突出,如能提升其较低的热导率,将拓宽其应用领域。首先,本课题以聚苯醚为基体树脂,分别以聚丙烯、聚
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随着现代工业与信息技术的飞速发展,近年来对导热材料的需求越来越多,要求也越来越高。其中聚合物基导热复合材料因具备易加工、质轻、耐腐蚀、成本低廉、韧性好等优异的特点,从而成为目前学术界及工业界关注的焦点,并在散热材料研发及应用领域形成了“以塑代钢/铝”的发展趋势。而聚苯醚作为五大工程塑料中的一种,多项性能突出,如能提升其较低的热导率,将拓宽其应用领域。首先,本课题以聚苯醚为基体树脂,分别以聚丙烯、聚酰胺6、聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯为改性树脂,制备一系列聚苯醚合金。研究发现:以高抗冲聚苯乙烯为改性树脂,对聚苯醚的力学性能影响最小,当聚苯醚和高抗冲聚苯乙烯的质量比为3:1时,此聚苯醚合金的力学性能与聚苯醚基本保持一致,而熔融指数大幅提升（由4.20g·10min-1提升到15.11 g·10min-1）,可使该聚苯醚合金在保持其力学性能的同时具有较好的熔融流动性,易于加工成型。其次,在上述研究的基础上,通过熔融共混法制备聚苯醚导热复合材料,考察不同类型导热填料对聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯合金（MPPO）导热性能的提升作用,发现石墨类填料是比较合适的导热填料,且导热填料粒径越大,越有利于复合材料导热性能的提升。向MPPO中添加50 wt%的蠕虫石墨,聚苯醚复合材料热导率可达1.06 W·m-1·K-1,但是其力学性能大幅下降,导致其应用范围受限。最后,为了制备兼具较佳力学性能、导热性能和加工成型性能的聚苯醚导热复合材料,本论文以MPPO为基体树脂,分别以经改性修饰的剥离法石墨烯（Gn）和还原氧化石墨烯（rGO）为导热填料,通过溶液共混法制备一系列聚苯醚导热复合材料。结果表明,以Gn为导热填料的复合材料性能明显优于以rGO为导热填料的复合材料,原因有三,分别是rGO的结构缺陷过多、片径尺寸小、热稳定性差。通过对Gn进行改性,得到改性石墨烯（K-2-oGn）,可有效提升其与聚苯醚的相容性,向MPPO中添加5 wt%的K-2-oGn,所制得的MPPO/K-2-oGn复合材料的热导率可达0.934 W·m-1·K-1,且力学性能较佳（拉伸强度79.25 MPa、抗冲击强度7.66 kJ·m-2）、加工成型性能优良（熔融指数7.71 g·10min-1）。此外通过二元填料复配,以碳纤维（CF）和石墨烯（Gn）混合物为导热填料,有利于在复合材料中构建良好的三维导热网络通路,向MPPO中添加适量的Gn和2 wt%的CF,所制得的MPPO/Gn/CF复合材料的热导率可进一步提升至1.12 W·m-1·K-1,且力学性能较佳（拉伸强度78.25 MPa、抗冲击强度8.26 kJ·m-2）、加工成型性能优良（熔融指数5.67 g·10min-1）,可满足工业应用需求。本课题从聚苯醚的共混改性、导热填料类型筛选、制备方法改进以及填料改性等多方面入手,对聚苯醚导热复合材料的制备与性能进行全面系统的研究,具有一定的理论价值和实际应用价值。
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