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随着高分子科学技术的进步,高分子材料也成为导电、导热领域新的角色。导电高分子材料是近几年研究的一个热点,导热高分子材料研究不多,但随着导热高分子材料应用领域的不断扩大逐渐被人们重视,尤其近些年来蓬勃发展的信息产业,为导热塑料的发展提供了发展空间。但导热塑料不如导电塑料材料研究深入,理论研究有待突破,目前填充性导热塑料的研究,大部分采用物理填充的方法,导热性能不高,机械性能下降严重,导热系数预测理论局限于经验模拟,缺乏导热机理的理论支持。但随着日益扩大的市场和研究的深入,导热塑料将有一个大的发展,尤其是纳米导热材料的研究和开发,高导热本体聚合物材料的制备,聚合物导热机理的探讨应成为导热高分子材料的研究方向。
本研究以聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、PC/ABS合金、聚丙烯(PP)为基体,以氧化铝(Al<,2>O<,3>)、碳化硅、氧化铋等作为导热填料,用挤出机造粒,注塑机成型样条。研究了填料种类、形状、填充量等参数对复合材料的导热性能、力学性能和绝缘性能的影响。以氢氧化铝、红磷为阻燃剂,考察了所制备的PC、ABS、PC/ABS、PP基复合材料的阻燃性能。
有关导热性能的研究结果表明:填充导热填料后,PC、ABS、PC/ABS和PP的导热系数都有很大的提高,其中PC的导热系数可从0.2 W/mK提高到0.528 W/mK,提高了2.6倍,PC/ABS的导热系数从0.2 W/mK提高到1.226 W/mK,提高了6倍。纯PP树脂添加导热填料后,导热系数提高了4~6倍,达到0.595 W/mK。
有关阻燃性能的研究结果表明:添加阻燃剂的聚碳酸酯复合材料的氧指数从纯基体的26提高到29.8~34.6,达到难燃级别材料的水平。
有关绝缘性能的研究结果表明:氧化物粒子填充PC、ABS、PC/ABS和PP后,复合材料的电阻值均大于10<15>Ω,可以满足绝缘的要求,属于标准的绝缘材料。