耐热导热尼龙6复合材料的制备与表征

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:slie726
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耐热导热高分子复合材料的开发有利于解决当前电子电器和汽车工业一些场合下,工程塑料由于摩擦过热导致材料形变以及热分解的问题。基于很多文献报道的复合材料的耐热性能或热导率不能满足在各种连接器、轴承保持架等场合的使用要求。为拓展耐热导热复合材料的应用领域,本文主要以PA6为基体,改性SiO2为导热填料,采用熔融挤出的方法制备耐热导热性能俱佳的尼龙复合材料。主要研究内容如下:1)分别用硅烷偶联剂KH331、KH560、KH550对导热填料SiO2进行表面改性,PA6与改性SiO2共混后利用双螺杆挤出机制备尼龙复合材料。再将PA1012、PA1212作为增韧剂加入复合材料体系制备尼龙复合材料。研究了SiO2添加量、硅烷偶联剂种类和用量、长链尼龙的用量对复合材料性能的影响。结果表明:复合材料的热变形温度和导热系数随着SiO2添加量的增加而提高,韧性和加工性能变差。硅烷偶联剂用量为导热填料SiO2的1wt%时,复合材料的综合性能最优。使用KH550改性SiO2的复合材料的综合性能最优。PA1212的增韧效果比PA1012更好,当PA1212用量为基体的15wt%时,复合材料的冲击强度达到8.88 k J/m2。2)为了提高热变形温度以及热导率,在复合材料体系中添加异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)、三缩水甘油基对氨基苯酚(AFG-90H)及其与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)的反应产物DOPO-二缩水甘油基对氨基苯酚(DOPO-AFG-90H),反应挤出制备尼龙复合材料。研究了TGIC、AFG-90H和DOPO-AFG-90H的用量对复合材料的耐热性能、导热性能及力学性能等的影响。结果表明:TGIC、AFG-90H及DOPO-AFG-90H的加入均能提高复合材料的耐热性能、热导率、力学性能。其中添加TGIC的复合材料的热变形温度最大,达到104.7℃,较尼龙纯料的52.7℃提高了52.0℃,拉伸强度达到了86.09 MPa,弯曲强度达到了138.31 MPa,冲击强度达到6.60 k J/m2。3)为了进一步提高热变形温度以及热导率,将SiO2分别与高导热填料BN和Si C按比例制成复配填料填充PA6,研究了复配填料的比例对复合材料性能的影响。结果表明:两类复配导热填料都提升了复合材料的热变形温度和热导率,SiO2与BN复配对复合材料性能的提升效果更好。在BN占SiO2/BN复配填料总量的83.3wt%时,复合材料的热变形温度达到138.2℃、热导率达到1.248 W/(m·K)、弯曲强度达到123.18 MPa。
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