聚偏氟乙烯導熱性能改性研究.pdf

1、換熱器是工業(yè)領域一種重要的熱量傳遞與利用裝置。目前最常見的換熱器是金屬換熱器,金屬換熱器耐腐蝕性差、易結垢、體積和重量大等缺點。隨著工業(yè)的不斷進步,對導熱材料的要求也不斷提高。雖然高分子材料具有耐腐蝕等優(yōu)點,但是高分子材料導熱系數(shù)很低。本文嘗試采用不同填料填充聚偏氟乙烯,改善其導熱系數(shù)及其他性能。
　　本文通過乳液聚合法,使用十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑制備出了聚苯胺納米纖維,并對其形貌進行了表征。使用溶劑蒸發(fā)法制備聚偏氟乙烯/

2、聚苯胺納米纖維復合薄膜,并對其進行了形貌、X射線衍射(XRD)、差熱分析(DSC)、拉伸強度以及導熱系數(shù)分析。實驗結果發(fā)現(xiàn),聚苯胺納米纖維可以很好的分散在聚偏氟乙烯網(wǎng)絡結構中,復合薄膜主要以β晶型為主,熱穩(wěn)定性良好。拉伸強度隨聚苯胺納米纖維含量的增加而呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,當聚苯胺納米纖維的質(zhì)量分數(shù)到達2％時,復合薄膜的拉伸強度到達最大值,為55.27MPa,比聚偏氟乙烯膜增加29.53%。復合薄膜的導熱系數(shù)呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,當

3、聚苯胺納米纖維含量為5%時,復合薄膜的導熱系數(shù)增大45%。
　　采用Hummers法制備了氧化石墨,通過超聲分散法獲得了氧化石墨烯,并使用溶劑蒸發(fā)法制備了氧化石墨烯/聚偏氟乙烯復合薄膜。采用透射電子顯微鏡(TEM)、紅外光譜以及X射線衍射對氧化石墨烯的形貌和結構進行分析,對復合薄膜進行掃描電子顯微鏡、機械性能以及導熱系數(shù)的分析測定。實驗結果表明,本實驗中制備的氧化石墨烯含有大量的含氧基團;氧化石墨烯能夠均勻的分散在復合薄膜中,并且

4、在一定程度上增加了復合薄膜的機械性能。復合薄膜的導熱系數(shù)隨氧化石墨烯含量的增加而呈現(xiàn)先快速增大后緩慢減小的趨勢,當氧化石墨烯的含量為0.4%時,導熱系數(shù)達到最大值,比聚偏氟乙烯膜導熱系數(shù)增加65.68%。當氧化石墨烯含量進一步增加時,復合薄膜導熱系數(shù)增長緩慢。
　　對氧化石墨烯/聚偏氟乙烯復合薄膜進行電場定向,并對其進行形貌以及導熱系數(shù)分析。實驗結果表明,氧化石墨烯在復合薄膜中能夠按照一個方向定向排列,并且與聚偏氟乙烯結合緊密,導