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随着信息产业的蓬勃发展,导热高分子材料的应用领域不断扩大,聚合物基导热复合材料的研究逐渐被人们重视。本论文以线性低密度聚乙烯(LLDPE),聚丙烯(PP)等聚烯烃材料为基体,氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、铜(Cu)作为导热填料,通过模压成型制备了一系列导热复合材料,讨论了导热填料种类、基体材料等对复合材料导热性能、力学性能和加工性能的影响;利用差示扫描量热分析仪(DSC)对复合材料的熔融行为和结晶度进行了研究:利用热重分析仪(TGA)对复合材料的热稳定性进行了研究。
不同的导热填料(Al2O3、AIN、Cu)填充后LLDPE导热性能有很大的提高。其中以40vol%Cu填充的导热性最好,热导率为1.279W/(m·K),是纯LLDPE材料的6倍以上。综合考虑电绝缘性能和性价比等因素,以Al2O3为填料可制备具有电绝缘性能的LLDPE导热复合材料,为电绝缘散热场合提供散热材料。Al2O3对LLDPE熔融温度基本没有影响,但对其结晶度有影响。随着Al2O3体积分数的增加,Al2O3/LLDPE的热稳定性提高。
在不同体系配比的PP/LLDPE导热复合材料(含20vol.Al2O3)中,PP/LLDPE导热复合材料的硬度、拉伸强度和加工流动性能都随着PP体积分数的增加而变大。当PP/LLDPE的体积比为3:1时,硬度达到了69.23N/mm2。
导热填料填充后PP导热性能有一定提高,混合填料(Al2O3/Cu、Al2O3/AlN、Cu/AIN)的协同作用可进一步提高导热效果。在混合填料体积分数同为30vol%时,以Cu/AlN填充的PP导热复合材料导热性最好,热导率为1.102W/(m·K),是纯PP材料的6倍以上。混合填料经硅烷偶联剂KH-560表面处理后可不同程度的提高PP导热复合材料的热导率、拉伸强度和加工流动性能。