碳纳米管填充硅橡胶导热性能的实验研究

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随着数据化时代的来临,科学技术对于高度集成元器件的要求越来越高,这直接导致了对于高导热材料的需求越来越迫切,而硅橡胶作为一种具备优异性能的高弹性材料,其导热性能也得到了广泛研究。  本课题以107双组分缩合型硅橡胶为基胶,探究了交联剂原硅酸乙酯和催化剂二丁基二月桂酸锡的加入量对无填充硅橡胶导热率的影响,结果表明,当二者加入量分别为3.6phr和0.9phr时,硅橡胶的交联密度最大,且导热率最高,二者呈对应关系。  本文探究了不同溶剂对于碳纳米管的分散性的影响,进而制备MWNTs/107胶复合材料。结果表明,异丙醇对于碳纳米管的分散性最好,且以异丙醇为溶剂制出的复合材料导热率最高。  为使Fe3O4粒子足量、均匀且牢固地附着于碳纳米管表面,本文以溶剂热反应制备Fe3O4/MWNTs复合粒子。研究流程为先对MWNTs进行了表面功能化处理,然后以溶剂热法生成Fe3O4粒子并使其附着于MWNTs表面。TEM表征结果说明,用SDS对酸化后的MWNTs进行功能化处理,能提高MWNTs在溶液中的分散性,并能使Fe3O4粒子最稳定的附着于MWNTs表面,热重分析实验证明,在使用SDS之后,MWNTs表面的Fe3O4粒子生成量也得到提高;当用0.002mol的三价铁盐对0.1 gMWNTs进行包覆实验时,所制得的当Fe3O4粒子生成量较为理想,且粒径适中。  本文研究了MWNTs对于107硅橡胶复合材料导热率的影响。当MWNTs管径大于60nm时,复合材料导热率随MWNTs填充量增大而一直呈上升趋势;而当MWNTs管径小于60nm时,且填充量为4phr时,MWNTs在硅胶基体中出现团聚,导热网络受到破坏,复合材料导热率会出现下降趋势,而随着填充量的继续增多,导热网络得到完善,导热率开始增大。  本文研究了取向MWNTs对于107硅橡胶复合材料导热率的影响,与非取向MWNTs相比,其对于复合材料导热率的提升更为明显,由于取向碳纳米管在硅橡胶基体中的分散性得到改善,团聚现象减弱,所以随着填充份数的增加,没有出现导热率下降的现象。
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