碳纤维导热复合材料性能的研究.pdf

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1、万方数据·78·塑料工业CHINAPLASrnCSINDUSTRY第41卷第6期2013年6月高密度聚乙烯／石墨／碳纤维导热复合材料性能的研究冯博1，冷金华2，陈弦2’，何波兵2(1．四川大学高分子科学与工程学院，匹tJtl成都610064；2．1匹lJll大学化学学院，四川成都610065)摘要：采用高密度聚乙烯(HDPE)、石墨、碳纤维制备高导热、高强度的复合材料。通过SEM照片考察高密度聚乙烯／石墨／碳纤维复合体系的微观结构；研究石墨及碳纤维的加入是否可以形成导热通道以及随着石墨的添加量的提高，复合材料的导热性能及其力学性能的变化。结果表明：当石墨的质量分数为60％，碳纤维的质量分数

2、为5％时，复合材料的导热系数达到7．938W／(m·K)，是纯HDPE的20倍。关键词：高密度聚乙烯；石墨；碳纤维；导热系数；力学性能DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2013．06．021中图分类号：TQ325．1+2文献标识码：A文章编号：1005—5770(2013)06—0078—05StudyonthePropertiesofHDPE／Graphite／CarbonFiberThermalConductivityCompositeFENGBo1，LENGJin—hua1，CHENXian2，HEBO—bin92(1．TheCollegeofPolymerS

3、cienceandEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610064，China；2．TheCollegeofChemistry，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：Highdensitypolyethylene，graphiteandcarbonfiberwerechosentoprepareacompositematerialwithhighthermalconductivityandhighstrength．ItsmicrostructurewasobservedbySEMaswellasw

4、hetheritcanformathermalchannelbyusinggraphiteandcarbonfiber．Thechangesofthematerial7Sthermalconductivityandmechanicalpropertieswiththeincreasingoftheadditionofgraphitewerestudied．Whenusing60w％graphiteand5w％carbonfiber．thecoefficientindexofthermalconductivityreachedat7．938W／(m·K)whichwas20timesofth

5、epureHDPE．Keywords：HDPE；Graphite；CarbonFiber；ThermalConductivity；MechanicalProperty随着工业生产和科学技术的发展，传统的导热材料——金属由于其抗腐蚀性能差且导电，在一些特定领域已经受到了限制⋯。用人工合成的高分子材料代替传统工业中使用的各种材料心j，特别是金属材料，已成为世界科研努力的方向之一。由于高分子材料大多是热的不良导体一j，为了制造具有优良综合性能的导热材料，一般都是用高导热性的金属或无机填料对高分子材料进行填充。这样得到的导热材料价格低廉、易加工成型，经过适当的工艺处理或配方调整可以应用于某些特殊领

6、域，另据报道导电有机物质包括聚乙炔、聚亚苯基硫醚、聚噻吩等也具有良好的导热性‘4【。高密度聚乙烯(HDPE)用途广泛，但其导热性能差，其导热系数只有0．39W／(m·K)，在散热、电子电器领域受到了严重的制约，而石墨的导热系数为129W／(m·K)，而且石墨耐高温、热膨胀系数极小、化学稳定性好。本实验采用高导热系数的石墨填充HDPE，并添加一定量的碳纤维，制备高导热、高强度的HDPE改性材料。1实验部分1．1实验原料HDPE：8008，粒料，熔体质量流动速率7．3g／lOmin，中国石油独山子石化公司；鳞片石墨：平均厚度5斗m(石墨A)、1¨m(石墨B)，青岛天和达女联系人xian．che

7、n@126．tom作者简介：冯博，男，1988年生，硕士研究生，主要从事导热高分子材料的研究工作。fengb00710@126．eom万方数据第4l卷第6期冯博，等：高密度聚乙烯／石墨／碳纤维导热复合材料性能的研究．79．石墨有限公司；碳纤维，直径2mm，长径比200：1，中复神鹰有限公司；硅烷偶联剂：KH550，成都科兴化工公司。1．2主要仪器及设备同向平行双螺杆挤出机：SH3-35，南京浩特机械设备有限公司；哈克密炼