填充型導熱聚芳醚腈復合材料的制備及性能研究.pdf

1、聚芳醚腈[poly（arylene ether nitriles），PEN]，作為一類綜合性能優(yōu)異的芳香雜環(huán)高分子聚合物，具有優(yōu)良的耐熱性、絕緣性、耐化學腐蝕及機械性能等，自其上世紀80年代初發(fā)明以來就受到廣泛關注。本實驗室通過分子設計合成了一系列聚芳醚腈樹脂，并以此為基礎開展了結構與性能、功能的研究，而有關聚芳醚腈的導熱性能卻少有研究。本文以端基交聯(lián)型聚芳醚腈（PEN-t-ph）作為基體，分別以改性Al2O3、石墨、碳納米管為導熱填料

2、，通過溶液共混將填料填充到PEN-t-ph聚合物基體中。為了促進填料-基體兩相的界面相容性，我們首先對無機填料進行了表面改性，并采用掃描電子顯微鏡（SEM）、熱失重分析儀（TGA）、傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)、紫外吸收光譜分析儀（UV-Vis）以及X射線衍射儀（XRD）等儀器研究表征了改性填料表面形貌和結構。最后利用連續(xù)超聲技術和溶液流延方法制備了導熱PEN-t-ph聚合物基復合材料，并分別研究了填料含量、填料改性、熱處理對復合材

3、料的導熱性能、力學性能以及熱穩(wěn)定性等的影響。
　　采用高導熱系數(shù)的無機填料填充聚合物材料可以明顯提高材料的導熱性能。實驗結果表明，隨著改性Al2O3填料含量的增加，PEN-t-ph聚合物基復合材料的熱導率逐漸升高；將不同粒徑微米-納米混雜Al2O3按一定比例填充到PEN-t-ph樹脂中時，復合材料表現(xiàn)出比填充單一 Al2O3更優(yōu)異的導熱性能。用改性石墨填充PEN-t-ph，同樣也能改善PEN-t-ph材料的導熱性能，當石墨的質量分

4、數(shù)為16wt％時，復合材料的熱導率是純樹脂的1.8倍；而且石墨經(jīng)過表面改性后，復合體系的導熱系數(shù)增加更加顯著。隨著導熱 MWCNT-boehmite填料添加量的增加，改性PEN-t-ph復合材料的的熱導率初始變化緩慢；當填料含量達到一定臨界值時，材料的熱導率迅速增長。當MWCNT-boehmite的填充量達到15wt%時，復合材料的導熱系數(shù)是0.881 W/mK，約是純樹脂的2.7倍。伴隨復合材料熱導率上升的同時，材料的力學性能不可避免