聚酰亚胺复合材料的性能研究

以聚酰亚胺－聚四氟乙聚酰亚胺－聚四氟乙烯－石墨共混体系为基础,研究了体系的力学性能、摩擦性能,并进行了微观结构分析,试验结果表明,少量石墨的另入,并未使复合材料的摩擦性能有所提高,反而使冲击强度及布氏硬度下降,而聚四氟乙烯的加入,可使复 材料的摩擦性能有较大幅度的改善。     

高导热碳/碳复合材料的制备

以中间相沥青和中间相沥青基碳纤维为原料, 采用碳布热压法、液相浸渍法制备了二维和三维高导热碳/碳复合材料, 且所制得复合材料的热导率分别高达443和340 W/(m·K). 依据碳/碳复合材料的热导率模型, 分析了不同结构特征参数对材料热导率的影响. 结果表明, 基体碳热导率、孔隙率以及界面相厚度均会在一定程度上影响材料的导热性能.     

增强相对热塑性聚酰亚胺复合材料性能的影响

采用热模压成型的方法,在热塑性聚酰亚胺（TPI）中添加玻璃微珠（GB）、玻璃纤维粉（GFP）和短切玻璃纤维（SGF）进行复合增强,研究了3种不同形态填充材料及其含量对复合材料力学、摩擦磨损及热性能的影响。结果表明,随着填充物填充量的增加,所制得复合材料的刚性明显提高;并且填充物长径比越大,其作用效果越明显,由此制得的复合材料同时具有较低的体积磨损率及线膨胀系数。采用SGF增强复合材料的力学强度也随其填充量的增加显著增大,而采用GB及GFP填充的材料则呈下降趋势。采用SEM观察了复合材料断裂面的结构形貌,初步分析了其增强机理。     

聚酰亚胺纤维纸基复合材料的制备及性能

以聚酰亚胺短纤和沉析纤维为原料,通过湿法抄造结合热压和树脂浸渍的方法制备聚酰亚胺纤维/环氧树脂纸基复合材料,研究了热压温度、热压压力以及环氧树脂浸渍量对聚酰亚胺纸基复合材料性能的影响.结果表明,热压处理增加了聚酰亚胺纤维间的接触面积,使聚酰亚胺纤维纸的力学性能和电学性能增强;采用环氧树脂浸渍处理,可以进一步增加聚酰亚胺纸基复合材料的力学性能(抗张指数提高了1.25倍)和电学性能(耐压强度提高了17%);当热压温度为210℃、热压压力为120 N/mm、浸渍量为20%时,所制备的聚酰亚胺纸基复合材料具有较好的力学性能和电学性能,其抗张指数为57.5 N·m/g,撕裂指数为6.86 m N·m2/g,耐压强度为12.3 k V/mm,在航空航天、绝缘阻隔、环境保护等领域具有潜在的应用前景.     

PPS基导热绝缘复合材料的制备及性能

采用注塑成型制得PPS/gf/Al2O3导热绝缘复合材料,其中聚苯硫醚(PPS)为基体,玻璃纤维(gf)为补强纤维,氧化铝为导热填料。用扫描电子显微镜(SEM)、导热分析仪、超高电阻微电流测试仪和电子万能实验机对复合材料的微观结构、导热性能、绝缘性能和拉伸强度进行了表征。结果表明:氧化铝颗粒和玻纤均匀分散在PPS基体中;复合材料热导率随着氧化铝含量的增加而增大,最大可达0.798 W/(m·K);表面电阻率和体积电阻率随氧化铝含量增加而略有下降,最小值分别为0.19×1015Ω和0.57×1014Ω·m;拉伸强度先增后减,最大值和最小值分别为196 MPa,165 MPa。     

高导热聚乙烯长丝的结构与性能

为研究不同工艺生产的高导热聚乙烯长丝的微观结构与性能,选取超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、凉感聚乙烯、普通聚乙烯,以及添加聚酰胺、聚丙烯的复合聚乙烯长丝,与改性导热功能长丝(凉感涤纶、凉感锦纶)及普通涤纶长丝进行对比,测试并分析长丝的微观结构、力学性能、热学性能、表面性能和导湿性能,并将长丝试样制备成针织物,测试其导热性能和瞬间接触凉感。结果表明：UHMWPE长丝的强力及模量最高,热稳定好,分解温度为凉感聚乙烯长丝的1.3倍、普通聚乙烯长丝的1.4倍,但导湿性最差;聚乙烯长丝的比热容大于改性导热功能长丝,其中普通聚乙烯长丝的比热容最大;凉感聚乙烯长丝的导湿性及润湿性最好,适用于凉感功能针织产品的加工,但是热稳定性较差。几种聚乙烯长丝针织物均具有良好的接触瞬间凉感和导热性能,且在聚乙烯熔体中加入凉感物质或其与聚酰胺、聚丙烯等物质共混纺丝可提高织物的导热系数和接触瞬间凉感。     

聚酰亚胺/纳米金复合材料的制备及其性能研究

以2,2'-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)、4,4'-联苯醚二酐(ODPA)和二氨基二苯醚(ODA)三者合成的共聚聚酰亚胺作为稳定剂,氯金酸为纳米金的前驱体,通过直接还原法制备综合性能优异的复合纳米材料.然后对复合材料结构、热性能、机械性能、光学性能进行表征.金纳米粒子在共聚聚酰亚胺基体中分散均匀.在金纳米粒子的负载量达到0.45%之前,复合膜的热稳定性和机械强度均随着纳米金负载量的增加升高,这是因为无机纳米粒子的引入提高复合薄膜的结晶度造成的.当纳米金的负载量超过0.45%时,由于金纳米粒子的团聚是的复合薄膜的热稳定性和机械性能下降.复合膜在可见光区的紫外透过率达到80%左右.     

聚合物基导热绝缘复合材料的性能及界面效应

用不同界面处理剂和工艺对导热填料进行处理,并以熔融共混的方法制备乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/填料体系导热绝缘功能封装复合材料.研究了复合材料热导率λ和体积电阻率pv的影响因素、变化规律及其内在原因.不同填充体系热导率和体积电阻率差别较大,变化趋势也各异;碳化硅(SiC)填充的复合材料具有更高的导热性能,ψ(SiC)=0.6时,λ=2.85 W/(m·K);氮化硼(BN)和氧化锌(ZnO)填充体系的绝缘性能更好,pv多为1012Q·m;不同界面处理剂和工艺对复合材料热导率和绝缘电阻的影响明显不同,硬脂酸处理ZnO可使热导率提高12%,效果最好;过量的小分子处理剂相比硅烷偶联剂能更显著地降低复合材料的热导率.研究表明:界面处理对复合材料热导率的提高与否主要取决于是否能够加强与界面的结合,复合材料的传热机制可以用振动传递理论进行合理解释.     

BN/聚砜导热绝缘复合材料的制备及性能

采用粉末混合法制备了BN/聚砜导热绝缘复合材料,用扫描电子显微镜(SEM)、导热系数测试仪和超高电阻微电流测试仪对复合材料的微观形貌、导热性能和电绝缘性能进行了表征.结果表明:硅烷偶联剂改性处理后的BN粉体与聚砜基体之间的相容性较好;BN/聚砜复合材料的导热系数随BN含量的增加而增大,最大可达2.08(w·m-1·K-1);表面电阻率和体积电阻率随BN含量的增加而减小,最低值分别为0.82×1015Ω和1.78×1015(Ω·cm),具有电绝缘性.     

C/C-SiC复合材料的导热性能及其影响因素

以炭纤维针刺毡为预制体,采用化学气相渗透法和熔融渗硅法相结合制得C/C-SiC复合材料;研究C/C-SiC材料在室温至1300℃之间的导热性能以及预制体结构、基体炭结构和石墨化处理对其热扩散率的影响.研究结果表明:C/C-SiC材料的比热容随着温度的升高不断增大,在700℃时达到最大值2.18 J/(g·K),随后降至1300℃时的0.57 J/(g·K),其导热系数在1300℃时为3.95 W/(m·K);C/C-SiC材料的热扩散率在室温时为0.12 cm2/s,随着温度的升高不断降低并趋于常量,平行摩擦面方向的热扩散率明显比垂直于摩擦面方向的大;以全网胎为预制体的C/C-SiC材料其垂直和平行摩擦面的热扩散率相当,树脂炭质量分数增大及石墨化处理均可显著提高C/C-SiC材料的热扩散率.     

高导热低热膨胀Al-20％Si/石墨片复合材料的制备与性能研究

采用真空热压烧结工艺制备高导热、低热膨胀的Al-20％Si/石墨片复合材料,探讨了热压强度、烧结温度和时间、石墨含量等工艺参数对复合材料导热性能的影响.采用金相显微镜观察复合材料的微观形貌,采用激光热导仪、膨胀系数分析仪以及电子万能测试机测试复合材料的导热系数、热膨胀系数和三点抗弯曲强度.结果表明:Al-20％Si/石墨片复合材料结构较为致密,石墨片在铝基基体中分散均匀;不同的工艺参数对复合材料的导热性能有明显影响,热压强度和温度越高,烧结时间越长,复合材料的导热性越好.当石墨质量分数为5％,热压强度45 MPa,烧结温度450℃,时间60 min时,垂直方向z导热系数约44 W·m-1·K-1,热膨胀系数约15×10-6/℃;但复合材料在三点弯曲压力下呈脆性断裂,抗弯曲强度仍待提高.     

电纺碳纳米纤维短纤增强的高介电常数聚酰亚胺复合材料

通过碳化电纺纳米纤维研磨和超声破碎制备碳纳米纤维短纤(SCNFs),并用作填料制备碳纳米纤维短纤/聚酰亚胺(SCNFs/PI)复合材料.研究了SCNFs/PI复合材料的介电性能和力学性能.结果表明:SCNFs既对这种复合材料的机械性能具有显著的改善,也是制备高介电常数复合材料的良好导电填料.与纯PI相比,含 SCNFs质量分数为1%复合材料的抗拉伸强度提升了 39.43%; 同时,这个复合材料也显示了一个质量分数为4%的SCNFs低渗流阈值,此时的介电常数为60.79@100 Hz.这些电纺碳纳米纤维短纤增强的PI复合材料有望作为高性能介电材料在现代电子器件行业中得到良好应用.     

导电聚酰亚胺及其复合材料的研究进展

聚酰亚胺(polyimide,PI)广泛应用于航空航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等高新领域,提升其导电性能,使之更好地应用于电子工业,是当前的研究热点。介绍了原位聚合法、溶液混合法、表面改性自金属化法、离子注入法等制备PI导电复合材料的原理及其研究进展;概述了纳米金属物质、含碳纳米物质、结构性导电聚合物等导电填料的性能及在导电PI中的研究现状;简述了导电PI复合材料在集成电路、电磁屏蔽、导电膜剂、涂料等方面的应用状况。     

高导热炭纤维的研究进展

高导热炭材料尤其是高导热炭纤维长丝的研制在我国仍属空白。本文综述了高导热炭纤维的研究进展。在首先介绍高导热炭纤维导热机理的基础上,重点介绍了高导热中间相沥青基炭纤维的发展历程、影响导热性能的材料的结构和制备工艺,最后简介了长径比较大的纳米炭纤维和复合型炭纤维长丝的导热研究进展。通过本文,以期对我国高导热炭纤维的研制发展产生一定的指导意义。     

高导热炭纤维的研究进展

高导热炭材料尤其是高导热炭纤维长丝的研制在我国仍属空白。本文综述了高导热炭纤维的研究进展。在首先介绍高导热炭纤维导热机理的基础上,重点介绍了高导热中间相沥青基炭纤维的发展历程、影响导热性能的材料的结构和制备工艺,最后简介了长径比较大的纳米炭纤维和复合型炭纤维长丝的导热研究进展。通过本文,以期对我国高导热炭纤维的研制发展产生一定的指导意义。     

纳米铜/环氧树脂导热复合材料的制备、结构与性能

通过液相还原法制备得到铜纳米线（CuNWs）及铜纳米片（CuNPs）,将其与环氧树脂（EP）共混制备得到复合材料,利用导热系数测试、电阻测试和扫描电镜等手段对复合后材料的导热性能、绝缘性能以及微观结构进行了表征,结果表明：填充了CuNWs或CuNPs的EP在显著提升导热性能的同时仍然具有良好的绝缘性;当CuNWs和CuNPs的填充体积分数为11%时,复合材料的导热系数可分别提高至1.09 W/（m·K）和1.26 W/（m·K）,相对于树脂基体导热系数分别提升了474%和563%,同时电阻率分别为9.0×10¹⁰ Ω·cm和6.2×10¹⁰ Ω·cm,保持了较好的绝缘性,显示出这类材料在导热领域有着广阔的应用前景。     

石墨-环氧树脂导热复合材料的研究

用天然鳞片石墨和环氧树脂制备了一种具有良好工艺性、导热性和机械性能的导热复合材料,以具有良好性能的环氧树脂为基体,配以潜伏性固化剂,可以保证较长的存贮期,选用具有优异导热性能的天然鳞片石墨为导热成分,使复合材料具有质轻、耐腐蚀等特点。     

聚四氟乙烯-石墨与聚四氟乙烯-聚酰亚胺复合材料的结构和性能关系

本文研究了C/PTFE与PI/PTFE复合材料的磨损、抗拉强度、断裂伸长率与抗冲强度等性能随材料组成变化的规律,并用偏光显微镜,差热分析方法考察其微晶体相态。结果表明其聚集态结构与物理、机械性能关系也符合文[1]中提出的一些规律,符合定量计算磨损率最小的最佳配方关系式,即 w_1f_1/d_(1c)=0.40(W_1/d_1+W_2/d_2)。