HDPE石墨导热复合材料的制备与性能

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1、⑧论文作者签名：!塑造指导教师签名：』}象一论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4．评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：答辩日期：2里垦：至：垦Author’ssignature：一●Supervlsor7ssignature：Thesisreviewer1：Thesisreviewer2：Thesisreviewer3：Thesisreviewer4．Thesisreviewer5：Chair：(CommiaeeofoCommitteeman1：Committeeman2：Committeeman3：Committeeman4．Comm

2、itteeman5：Dateoforaldefence：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙婆太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者挠同癌签字日期．列)，年乡月&日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解迸江太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江太堂可

3、以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：阀菇J导师签名：签字日期：歹ofL年弓月g日签字日期：矽Ⅳ年弓月c。日摘要高密度聚乙烯(HDPE)／石墨复合材料作为导热材料备受关注。但是，在填充共混制备过程中，石墨在HDPE基体中难以均匀分散，导致填充共混后高分子复合材料力学性能下降。为了得到性能优良的HDPE导热复合材料，扩展其应用范围，本文以马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)为界面相容剂或膨胀石墨(EG)为填料制备了新型的HDPE／石墨

4、复合材料，并对导热复合材料的形态结构、力学性能、热氧稳定性、界面性质和导热性能进行了系统的研究。为了提高复合材料中石墨与HDPE基体的相容性，采用3．氨基丙基三乙氧基硅烷对石墨进行表面改性，然后以HDPE-g-MAH作为HDPE与石墨的相容剂，研究了其对HDPE／石墨导热复合材料机械性能的影响。结果表明，HDPE-g-MAH可提高HDPE／石墨复合材料的拉伸强度、拉伸模量和冲击强度。随着HDPE-g-MAH用量增加，HDPE／石墨复合材料的拉伸强度、拉伸模量和冲击强度呈现先上升后下降的趋势，当HDPE-g-MAH含量为3％时，HDPE／石墨复合材料的机械性能较好。扫描电子

5、显微镜(SEM)结果显示，HDPE-g-MAH增强了石墨填料与HDPE基体之间的相容性。接触角和界面张力结果表明，HDPE-g-MAH使石墨表面能降低，与HDPE间界面张力减小，促进了其在HDPE基体中的分散。我们进一步研究了HDPE／石墨复合材料的热氧稳定性，通过热重实验分析，发现加入石墨可提高HDPE／石墨复合材料体系的热氧稳定性。利用Ozawa-Flynn．Wall模型对热重数据进行了分析处理，得到了不同复合材料体系的热分解活化能。加入石墨加入后，HDPE／石墨复合材料的热氧分解活化能增大。为了制备较低导热填料填充量下导热性能优良的HDPE导热复合材料，我们进一步以

6、膨胀石墨(EG)为导热填料，制备了HDPE／EG导热复合材料。导热性能测试、力学性能测试表明：当EG含量为10wt％时，复合材料的热导率约为相似填料量下普通胶体石墨填充时的复合材料的2倍。采用EG为填料时，复合材料内部形成导热网链，从而使得复合材料的热导率显著上升。对于HDPE／EG导热复合材料，其热导率与Maxwell-Eucken模型、Bruggemen模型、Cheng—Voehon模型、Nielsen．Lewis模型、Agari模型的预测结果存在一定偏差，我们进一步建立了两段式模型，该模型可很好预测HDPE／EG导热复合材料的热导率。机械性能的测试结果表明当EG含量

7、为10wt％时，HDPE／EG导热复合材料的拉伸强度降为HDPE的67．6％，即17．9MPa。HDPE／EG导热复合材料的热分解活化能略小于纯HDPE，EG的加入使HDPE／EG导热复合材料热氧稳定性下降。关键词-高密度聚乙烯(HDPE)，马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)，胶体石墨，膨胀石墨(EG)，导热复合材料IIAbstractHighdensitypolyethylene(HDPE)／graphitecompositeshavebeendrawingmuchattentionbecauseoftheir