碳纳米管定向填充天然橡胶导热性能的实验研究

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1、碳纳米管定向填充天然橡胶导热性能的实验研究学位论文完成日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：萋蔓糍青岛科技大学研究生学位论文碳纳米管定向填充天然橡胶导热性能的实验研究摘要本文首先探究了天然橡胶(NR)室温硫化的硫化工艺，研究发现并用促进剂ZDC／PEX填充lphr时，促进NR室温硫化效果最好，并且此时制得的NR复合材料的导热性能相对较好。然后选择MWNTs作为导热填料，将其填充到NR中以提高其复合材料的导热性能。研究了MWNTs局部定向和整体定向对NR复合材料导热性能的影响。研究表明：采用溶液共混使得A．MWNTs分散在NR基体中制得MWNTs局部定向NR复合材料，随着A．MWN

2、Ts填充量的增加，NR复合材料的导热率大幅度增加，耐热稳定性逐渐降低。由TEM图像可以看出：微束单元密度增大，微束之间的接触几率增大，形成的导热网链更完善，以至于NR复合材料的导热率在A．MWNTs添加分数为lO％时跃增至o．735W／(m目，比填充10％MWNTs的NR复合材料的导热率增加了222．4％。由于MWNTs本身的磁响应性较微弱，要使得MWNTs在NR基体中在磁场作用下定向排列，就要对MWNTs进行磁性改性。本文采用化学共沉淀法制备得到Fe304／MWNTs磁性纳米复合粒子。研究表明：Fe304，MwNTs磁性纳米复合粒子具有超顺磁性特征。通过溶液共混将Fe304／MW

3、NTs分散在NR中，在磁场作用下制得MWNTs整体定向填充NR复合材料。随着Fe30dMWNTs填充量的增加，导热率逐渐增加，NR复合材料的耐热稳定性逐渐提高。另外，磁场强度的增加、定向时间的增长都会使NR复合材料的导热性能增加。由SEM图像可以看出，随着磁场强度的增大、定向时间的增加，Fe304／MWNTs取向程度加大，使得NR复合材料沿着Fe30dMWNTs取向方向上的导热率增大得到验证。关键字：天然橡胶MWNTs室温硫化局部定向整体定向导热性能耐热稳定性碳纳米管定向填充天然橡胶导热性能的实验研究青岛科技大学研究生学位论文EXPERIMEN仉气LSTUDYONTHETHERMA

4、I，CONDUCTIVITY0FNRCOⅣ噼0SITEFILLEDWITHOR【ENTTATl0NALMWNTSABSTRACTFirstly，roomtemperaturevulcanizationtechnologyofNaturalRubber('NR)wasstudiedinthispaper．Resultsshowedthat：NaturalRubber(NR、filled嘶thlphrvulcanizationacceleratorsZDC／PEXshowingthebestvulcanizationeffectandrelativelyhighthermalcondu

5、ctivity．Then．MulliwalledCarbonNanotubes(MWNTs)werechoosedashightherlrlalconducivefillertoenhancethermalconductiviWofNR．Theinfluencesofcarbonnanotubes10caJorientationandoverallorientationonthermalconductivityofNRcompositeswerealsostudied．Researchesshowedthat：WiththeincreaseofA—MWNTs．thethermalc

6、onductivitvoftheNRcompositematerialwithA·M[W2qTs10calorientationpreparationbysolutionblendinggreatlyincreasedandthethemaalstabilitygreatlyreduced．MicrobeamunitsdensityincreasedinTEMimages，thecontactprobabilitYbetweenthemicrobeamsincreased．thennalconductivenetworkchainsweremoreperfect，SOthether

7、malconductivityofNilcompositeswith10％A-MwNTsjumpedtoO．735W／(m·K)．increasedby222．4％thanNRcompositefilledwith10％MWNTs．DuetothemagneticresponseofMWNTsitselfisrelativel，yweak：tomaketheMW2qTsoverallorientationaljnNRmatrix．MWNTsshouldbemagnet