环氧树脂基复合材料导热性研究

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1、摘要随着科学技术的快速发展，在特定的场合，对传统的高分子材料的导热性能提出了更高的要求。环氧树脂是热固性树脂中使用最为广泛的基体材料之一，力学性能优异并且加工性能良好，对环氧树脂及其复合材料的导热性能进行改进具有重要的意义。本文利用凝胶板法，对予环氧树脂在不同固化剂用量下的凝胶时间进行了测定，分析了树脂的凝胶时间的影响因素。采用DSC对树脂进行了差热分析，利用Kissinger法和Flory法分别计算出了树脂体系的活化能为：65．4kJ／mol和65．80kJ／mol。Kissinger法对反应机理分析得出树脂固化

2、反应级数为1．86。对不同温度下的凝胶时间进行分析，确定出制定出树脂的固化]二艺为：70℃预固化l小时，80℃固化4小时，然后随模具或烘箱自然冷却。另外，根据非稳态法测定热导率的方法，自制了一套热导率测试装置，为本研究的丌展提供了方便。在此基础上，制备了环氧树脂和导热填料的复合体系浇注体，对其进行导热测试和分析以后发现：随着填料添加量的增加导热性能提高，并且有突变现象；在相同的添加量下，导热性能依次是碳化硅／环氧>石墨／环氧>氧化铝／环氧，用导热“网络”模型分析了原因。本文创新性的将导热填料和纤维布增强树脂基复合材

3、料复配，对其进行了导热性分析。发现：随着填料含量的增加，导热性能也增加，但是在填料添加范围内没有出现突变的情况，然后从内部导热机理进行了分析，填料是晶体类型·，导热时依靠的是声予，导热快：环氧基体是非晶型材料，导热时主要依靠的内部原子的热振动，导热慢；在研究的添加量范围内，填料为基体所包覆，所以导热性能和基体有很大关系，综合导热性能低。同时，对浇注体和复合材料进行了力学性能分析，发现随着填料的加入，力学性能下降，填料的加入破坏了材料内部的一致性，填料和树脂之间的结合不够紧密，另外也破坏了树脂和纤维之间的界面。关键词

4、：热导率，环氧树脂，复合材料，氧化铝，石墨，碳化硅AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,higherthermalconductivityoftraditionalpolymermaterialsisrequiredinsomespecialoccasion．Amongthermosetresinsepoxyresinisoneofthemostpopularmatrixmaterials．Anditownsgoodmechanicalperfo

5、rmanceandiseasytomanufacture，SOitisveryimportanttodevelopitsthermalconductivityorcomposites’thermalconductivityInthispaper,gel-boardmethodwasadoptedtotestgeltimeofepoxyresinwithdifferentcontentsofcuringagent．Theinfluencingfactorswerediscussed．TheDSCmethodwasad

6、optedtOanalyzetheheatflowofresin．Then，theactivationenergywasfiguredoutrespectivelybyKissingermethodandFlorymethod：65．4kJ／tooland65．80kJ／t001．TheresincuringreactionorderwasfiguredoutbyKissingermethod：1．86．Theprocessingofcuringis70。C／1hour,80。C／4hour,thencooling

7、inmouldorOven．Inaddition，newthermalconductivitytestingequipmentwasdevelopedbymeansofnon—steadystatemethodinordertOprovideconvenienceforresearch．Basedonthis，epoxy／thermalconductivefillercompositesarepreparedandaseriesofthermalexperimentswereperformed．Theresults

8、indicatedthatthermalconductiv!tyofcompositesincreasedwiththeincreasingoffillercontent，andasharpincreaseoccurred．Atthesamefillercontent，thermalconductivepropertysequencewascarbortmd