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填充型导热复合材料制备技术是目前较为活跃的研究领域,通常情况下,使用具有较高导热系数的无机填料对本体树脂进行改性。尽管无机填料可选取的种类广泛,但在高填充情况下面临加工生产困难、复合材料导热网路构建不完善和成本高等问题。以双螺杆挤出机为加工设备,采用氢氧化镁作为主要无机填料,对尼龙6树脂基体进行熔融共混改性,可以拓展尼龙6树脂在导热领域的应用。首先,选取60wt%氢氧化镁填充尼龙6树脂作为A配方(填充型体系),20wt%短玻璃纤维增强尼龙6树脂作为B配方(增强型体系),固定挤出机加工温度和喂料量,考察不同的螺杆组合及螺杆转速等工艺条件对复合材料的性能影响。螺杆组合方面,考察改变螺杆熔融塑化段以及混合段剪切块连续组合的数量对A配方的影响;考察用相同数量的分散元件替换混合段剪切元件的螺杆组合对B配方的影响。螺杆转速方面,选取300rpm和400rpm作为变量,考察对A、B配方的影响。通过红外热成像,力学性能测试,热稳定性分析和扫描电子显微镜等表征手段,分别测试出A、B配方在不同的工艺条件下所发生的变化。对于填充型体系,熔融塑化段的剪切块对复合材料熔体的剪切热产生影响最大,混合段剪切块影响次之。在保证配方中各组分材料充分塑化熔融的前提下,增加混合段的薄剪切块,利于填充型体系填料的分散,从而提高复合材料力学性能。对于增强型体系,混合段使用斜盘齿形块相比于剪切块,可使复合材料拥有较高的短玻璃纤维保留长度,进而提高复合材料力学性能。其次,使用固定的工艺条件,以氢氧化镁填充尼龙6树脂为主体,确定填料总用量为60wt%,从构建导热网路的角度出发,考察不同粒径和结构等无机填料特征参数对最终导热复合材料的性能影响。第一步,考察氢氧化镁用量和粒径的影响,研究表明,复合材料导热率随氢氧化镁用量增加而上升;相同用量下,粒径越大,复合材料导热率越高;当大中小粒径填充比例为1:1:1时,复合材料导热率优于单一大粒径填充。第二步,考察片层状氮化硼不同用量对复合材料的影响。氮化硼用量由0增加到20wt%的过程中,复合材料导热率先升高后降低。当引入1wt%氮化硼替换氢氧化镁时,复合材料导热率上升9.8%;当氮化硼用量增加至15wt%后,复合材料导热率下降。第三步,考察玻璃纤维和低熔点金属等纤维状组份对复合材料的影响。通过球状、片状、纤维状填料复配填充尼龙6复合材料的制备,考察复合材料导热网路构建的影响因素。最终,得到以56wt%氢氧化镁,1wt%氮化硼,3wt%锡银合金为复合添加体系,40wt%尼龙6为基体的导热复合材料,导热率达到2.01 W(m-1k-1),是纯PA6树脂的10倍。