秦盼亮:芳纶纸基导热绝缘材料的制备及性能研究论文

秦盼亮:芳纶纸基导热绝缘材料的制备及性能研究论文

本文主要研究内容

作者秦盼亮(2019)在《芳纶纸基导热绝缘材料的制备及性能研究》一文中研究指出:芳纶纳米纤维(ANF)继承了芳纶纤维优异的机械、耐热、阻燃及电绝缘性能,广泛应用于航空航天,电气绝缘等高科技领域。与芳纶纤维相比,ANF的比表面积大,表面可以暴露出更多的羰基、氨基等活性基团,因此,以其为原料制备的芳纶纸基材料具有强度大、柔韧性好等优点。但是,ANF属于聚合物,分子链中无自由电子,同时晶格振动受到抑制,导致其导热系数低,难以适应高集成化、大功率化的高端电子电气领域对材料导热性能的要求。六方氮化硼(h-BN)具有优异的导热、电绝缘以及耐热性能,广泛应用于制备填充型聚合物基导热绝缘材料。本文以ANF为基体,以h-BN为导热填料,制备得到纸基导热绝缘材料。实验结论如下。本文首先采用化学劈裂法将芳纶沉析纤维制备成为芳纶纳米纤维,然后以h-BN为导热填料制备得到ANF/h-BN纸基材料,并对纸基材料的热稳定性、力学性能、绝缘性能以及导热性能进行表征和分析。实验结果显示,纸基材料的分解温度达500℃以上,表现出良好的热稳定性;纸基材料的抗张强度随导热填料含量的增加呈先增大后减小的趋势,含10 wt.%h-BN的纸基材料的抗张强度可达92.095 MPa;纸基材料的电阻率均保持在1×1013Ω·m以上,保持了良好的绝缘性能;纸基材料的导热系数持续上升,当导热填料的含量为40 wt.%时,纸基材料的导热系数为0.546 W/mK,增加幅度为198.0%。其次,本文采用多巴胺(DA)对h-BN表面进行功能化改性,然后以h-BN@PDA为导热填料制备得到ANF/h-BN@PDA纸基材料,分别对h-BN改性前后的表面性质,纸基材料的力学性能、绝缘性能以及导热性能进行表征和分析。实验证明,在弱碱性条件下,DA发生氧化自聚合反应生成聚多巴胺(PDA),粘附在h-BN表面,h-BN@PDA表面含有-OH、-NH2等活性基团;当导热填料含量为10 wt.%时,纸基材料的抗张强度最大可达94.218MPa;同时,纸基材料的电阻率均保持在1×1013Ω·m以上,保持了良好的绝缘性能;纸基材料的导热系数相比改性前,得到了显著提升,当导热填料的含量均为40 wt.%时,纸基材料的导热系数为0.676 W/mK,相比ANF/h-BN纸基材料提升了23.8%。最后,本文利用Ag+与-OH的协同作用和硼氢化钠(NaBH4)的还原特性,在h-BN表面合成银纳米颗粒(AgNPs)。然后以h-BN@AgNPs为导热填料制备得到ANF/h-BN@AgNPs纸基材料,分别对h-BN改性前后的表面形貌,纸基材料的力学性能、绝缘性能以及导热性能进行表征和分析。实验结果显示,AgNPs成功地合成在h-BN表面;当导热填料含量为10 wt.%时,纸基材料的抗张强度最大可达92.682 MPa;同时,当导热填料含量为40 wt.%时,纸基材料的体积电阻率下降至3.086×1011Ω·m,但仍然高于绝缘标准;同时,纸基材料的导热系数可达1.032 W/mK,相比h-BN@PDA纸基材料提高了35.2%。

Abstract

fang guan na mi qian wei (ANF)ji cheng le fang guan qian wei you yi de ji xie 、nai re 、zu ran ji dian jue yuan xing neng ,an fan ying yong yu hang kong hang tian ,dian qi jue yuan deng gao ke ji ling yu 。yu fang guan qian wei xiang bi ,ANFde bi biao mian ji da ,biao mian ke yi bao lou chu geng duo de tang ji 、an ji deng huo xing ji tuan ,yin ci ,yi ji wei yuan liao zhi bei de fang guan zhi ji cai liao ju you jiang du da 、rou ren xing hao deng you dian 。dan shi ,ANFshu yu ju ge wu ,fen zi lian zhong mo zi you dian zi ,tong shi jing ge zhen dong shou dao yi zhi ,dao zhi ji dao re ji shu di ,nan yi kuo ying gao ji cheng hua 、da gong lv hua de gao duan dian zi dian qi ling yu dui cai liao dao re xing neng de yao qiu 。liu fang dan hua peng (h-BN)ju you you yi de dao re 、dian jue yuan yi ji nai re xing neng ,an fan ying yong yu zhi bei tian chong xing ju ge wu ji dao re jue yuan cai liao 。ben wen yi ANFwei ji ti ,yi h-BNwei dao re tian liao ,zhi bei de dao zhi ji dao re jue yuan cai liao 。shi yan jie lun ru xia 。ben wen shou xian cai yong hua xue pi lie fa jiang fang guan chen xi qian wei zhi bei cheng wei fang guan na mi qian wei ,ran hou yi h-BNwei dao re tian liao zhi bei de dao ANF/h-BNzhi ji cai liao ,bing dui zhi ji cai liao de re wen ding xing 、li xue xing neng 、jue yuan xing neng yi ji dao re xing neng jin hang biao zheng he fen xi 。shi yan jie guo xian shi ,zhi ji cai liao de fen jie wen du da 500℃yi shang ,biao xian chu liang hao de re wen ding xing ;zhi ji cai liao de kang zhang jiang du sui dao re tian liao han liang de zeng jia cheng xian zeng da hou jian xiao de qu shi ,han 10 wt.%h-BNde zhi ji cai liao de kang zhang jiang du ke da 92.095 MPa;zhi ji cai liao de dian zu lv jun bao chi zai 1×1013Ω·myi shang ,bao chi le liang hao de jue yuan xing neng ;zhi ji cai liao de dao re ji shu chi xu shang sheng ,dang dao re tian liao de han liang wei 40 wt.%shi ,zhi ji cai liao de dao re ji shu wei 0.546 W/mK,zeng jia fu du wei 198.0%。ji ci ,ben wen cai yong duo ba an (DA)dui h-BNbiao mian jin hang gong neng hua gai xing ,ran hou yi h-BN@PDAwei dao re tian liao zhi bei de dao ANF/h-BN@PDAzhi ji cai liao ,fen bie dui h-BNgai xing qian hou de biao mian xing zhi ,zhi ji cai liao de li xue xing neng 、jue yuan xing neng yi ji dao re xing neng jin hang biao zheng he fen xi 。shi yan zheng ming ,zai ruo jian xing tiao jian xia ,DAfa sheng yang hua zi ju ge fan ying sheng cheng ju duo ba an (PDA),nian fu zai h-BNbiao mian ,h-BN@PDAbiao mian han you -OH、-NH2deng huo xing ji tuan ;dang dao re tian liao han liang wei 10 wt.%shi ,zhi ji cai liao de kang zhang jiang du zui da ke da 94.218MPa;tong shi ,zhi ji cai liao de dian zu lv jun bao chi zai 1×1013Ω·myi shang ,bao chi le liang hao de jue yuan xing neng ;zhi ji cai liao de dao re ji shu xiang bi gai xing qian ,de dao le xian zhe di sheng ,dang dao re tian liao de han liang jun wei 40 wt.%shi ,zhi ji cai liao de dao re ji shu wei 0.676 W/mK,xiang bi ANF/h-BNzhi ji cai liao di sheng le 23.8%。zui hou ,ben wen li yong Ag+yu -OHde xie tong zuo yong he peng qing hua na (NaBH4)de hai yuan te xing ,zai h-BNbiao mian ge cheng yin na mi ke li (AgNPs)。ran hou yi h-BN@AgNPswei dao re tian liao zhi bei de dao ANF/h-BN@AgNPszhi ji cai liao ,fen bie dui h-BNgai xing qian hou de biao mian xing mao ,zhi ji cai liao de li xue xing neng 、jue yuan xing neng yi ji dao re xing neng jin hang biao zheng he fen xi 。shi yan jie guo xian shi ,AgNPscheng gong de ge cheng zai h-BNbiao mian ;dang dao re tian liao han liang wei 10 wt.%shi ,zhi ji cai liao de kang zhang jiang du zui da ke da 92.682 MPa;tong shi ,dang dao re tian liao han liang wei 40 wt.%shi ,zhi ji cai liao de ti ji dian zu lv xia jiang zhi 3.086×1011Ω·m,dan reng ran gao yu jue yuan biao zhun ;tong shi ,zhi ji cai liao de dao re ji shu ke da 1.032 W/mK,xiang bi h-BN@PDAzhi ji cai liao di gao le 35.2%。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自陕西科技大学的秦盼亮,发表于刊物陕西科技大学2019-07-15论文,是一篇关于芳纶纳米纤维论文,六方氮化硼论文,多巴胺论文,银纳米颗粒论文,导热性能论文,电绝缘性能论文,陕西科技大学2019-07-15论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自陕西科技大学2019-07-15论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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