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    PBT復合材料的導熱與增韌研究

    文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2019-12-19 15:38:00

      PBT復合材料,PBT雖然并不像其他工程塑料有悠久發展歷史,但是它自身的成型品具有特別強的硬度等機械力學指標,并且相比于其他塑料對潮濕的環境保持自身物性的穩定具有獨特的優勢,而且低粘度的特點使其在與其他相共混時對設備的負擔較輕。在大到交通運輸產業中小到計算機微電子集成領域里,PBT作為外型部件和結構零件的應用越來越廣,故在原有的基礎上對PBT進行熱擴散等功能化的提升會起著非常重要的作用。主要工作如下:


      PBT復合材料的導熱,本文中為提升PBT的導熱能力,在確定了主填料為AlO3后,配以三種碳系填料GNP、1000目的天然石墨片、CNTs以微量部分替換的方式加入到連續相中,研究了四種不同搭配和配比的PBT基樣品的導熱性能的增長趨勢:并在保證Al2O3高填充比例時,分別再選取合適的比例配以微量的溴化聚苯乙烯(BPS)和彈性體顆粒POE,觀察導熱PBT試樣的阻燃情況的變化,以及具有高導熱性能時PBT基試樣的耐沖擊性能改善是否會造成原有導熱性能的損失,其中PBT/POE/A12O3試樣采用新型設備磨盤擠出機進行備粒成型,需預先測定工藝參數。

      1、PBT中分別加入大粒徑Al2O3和將GNP、1000目G、CNTs與高比重的Al2O3 進行搭配,進行了PBT/AI2O/GNP、 PBT/AI2O/G、 PBT/Al2O:/CNTs和PBT/AI2O3四種不同類型的PBT基導熱試樣的成型,在四組不同填料種類和比例搭配中,PBT/AI2O3/GNP在基體控制在35wt%,GNP以6wt%的替換量與59wt%的Al2O3搭配后的熱導率最高可達2.33W/mK,PBT的導熱性能得到了大幅度的改善。同時在4wt%含量時試樣電阻率出現7個數量級的降低,三組不同的Al2O3復配填料中CNTs樣品組的電阻率變化最敏感,但PBT/AI2O/CNTs導熱效果相對提升緩慢。

      2、固定復合材料中PBT的配比為35wt%不變,用BPS以小比重部分替代的方式與高含量的Al2O3進行搭配,實際替換比重依次為2. lwt%、2.8wt%、3.5wt%, 分別相對PBT的比例為6wt%、8wt%、10wt%,三組不同配比的PBT/BPS/Al2O3樣品在BPS以最低量加入時阻燃就達V2級效果,BPS后兩個組分中的變化表現為t的大幅度降低,最終可達到垂直燃燒測試第一次未能引燃的效果:對于PBT/BPS/A12O3各配比試樣的導熱性能,相比與PBT/65wt% Al2O3最大差別僅為從L.68W/mK降低為1.52W/mK,減小比例不足9%。

      3、對于高導熱時的PBT基試樣與POE混合的成型制備先對磨盤式擠出機的雙料斗進料的轉數搭配工藝參數進行了精準的測試,之后完成了PBT/AI2O3和PBT/POE/AI2O3試樣的成型: PBT與POE的總比重在35wt%不變的情況下,當POE添加量僅為5.3wt%和10.5wt%時, PBT/POE/ALO3試樣具有相近的較低的缺口沖擊強度:隨著POE比重繼續增至17.5wt%后,與PBT獲得相同的比重,此組份的PBT/POE/AI2O3 沖擊強度達到了2.4 KJ/m2, 發生了高達85%幅度的提升,同時PBT/POE/AL2O;樣品也保持了1.35W/mK的較好的導熱水平,相比1.68W/mK降低不多。

     

    注:
    作者:劉鵬
    來源:北京化工大學

     

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