聚甲基丙烯酸甲酯基導(dǎo)熱復(fù)合材料制備及性能研究.pdf

1、聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料具有優(yōu)良的耐腐蝕、加工性能和電絕緣性能等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、微電子包裝、換熱工程和太陽(yáng)能利用等方面都具有廣泛應(yīng)用。絕大多數(shù)聚合物具有卓越的電絕緣性能，為良好的絕緣體，但其導(dǎo)熱性能較差。目前主要用高導(dǎo)熱填料填充聚合物來獲得較高熱導(dǎo)率。所用的填料不僅可以具有較高的熱導(dǎo)率，同時(shí)還保持了聚合物的電絕緣性能。
　　聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一種重要的熱塑性塑料，具有高耐磨性、強(qiáng)硬度等優(yōu)點(diǎn)。氮化硼(BN)是一種廣泛使用的

2、陶瓷填料，具有高導(dǎo)熱和電絕緣的特點(diǎn)，是制備導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料的理想填料。納米二氧化硅是(SiO2)一種較常使用的氧化物填料，也可以用于提高高分子材料的熱導(dǎo)率。本課題以PMMA為高分子基體，分別以BN和SiO2為導(dǎo)熱填料，制備了PMMA/BN和PMMMA/SiO2復(fù)合材料。采用硅烷偶聯(lián)劑3-(異丁烯酰氧)丙基三甲基硅烷(γ-MPS)分別對(duì)BN和SiO2進(jìn)行表面改性，并借助傅立葉紅外光譜(FTIR)、熱失重(TGA)、導(dǎo)熱系數(shù)儀、高阻計(jì)、

3、力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)、動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀(DMA)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等分析了填料表面處理情況和填料用量對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能、電絕緣性能、力學(xué)性能和熱性能等的影響。
　　對(duì)于氮化硼原位制備的PMMA/BN復(fù)合材料體系，γ-MPS成功地接枝到BN表面，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨BN含量的增加而增加，當(dāng)BN含量為20wt％時(shí)，復(fù)合材料熱導(dǎo)率達(dá)到0.67W/(m·K)，是基體(純PMMA,0.19W/(m·K))的3.5倍，

4、SEM、EDX和TEM分析顯示：BN顆粒在基體中分布均勻，且高含量時(shí)更易形成導(dǎo)熱通路；加入BN后，復(fù)合材料仍保持較高的電絕緣性能；沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度隨BN含量增加表現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì)，在添加2wt%BN時(shí)，復(fù)合材料的綜合性能較好；DMA和TGA結(jié)果說明：隨著BN含量增加，復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg和熱穩(wěn)定性都較基體有明顯提高。
　　對(duì)PMMA/SiO2復(fù)合材料體系，γ-MPS也成功地接枝到SiO2表面；復(fù)合材料的熱導(dǎo)率、電絕