高导热环氧树脂复合材料的制备与研究

论文摘要

环氧树脂以其电绝缘性能优异、成本低廉和工艺性好而被广泛的应用于电子电气领域。随着电子元器件微型化,集成化,要求电子封装材料不仅有良好的绝缘性能,同时对其导热性能提出了更高的要求。本文在总结了大量国内外有关导热高分子材料文献的基础上,以环氧树脂（EP）为基体,分别以六方氮化硼颗粒,多壁碳纳米管为导热填料,制备了导热复合材料。本论文的第一部分工作,通过添加超支化表面改性氮化硼颗粒制备了不同粒径氮化硼/环氧树脂复合材料。研究了表面改性氮化硼颗粒对复合材料的形貌,玻璃化转变温度,介电性能和导热性能的影响。其中复合材料的导热系数从0.21 Wm-1K-1提高到1.01 Wm-1K-1,增加了381%;玻璃化转变温度提高17.2oC。本论文的第二部分工作,采用添加超支化表面改性多壁碳纳米管来制备环氧复合材料,研究了复合材料的形貌、力学性能、热稳定性能、导热系数以及介电性能。结果表明,超支化碳纳米管/环氧树脂复合材料具有更优异的综合性能。在超支化碳纳米管添加质量分数为5%时,复合材料的起始分解温度提高了43oC,玻璃化转变温度提高了18.3oC,导热系数提高了107%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了14%和15%,并且保持了良好的电气绝缘性能,电导率、介电常数和介电损耗的变化不大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 复合材料导热机理及理论模型
• 1.2.1 导热机理
• 1.2.2 复合材料导热模型
• 1.3 导热高分子材料研究现状
• 1.3.1 本征型导热高分子材料的研究现状
• 1.3.2 填充型导热高分子材料的研究现状
• 1.4 影响填充型高分子材料导热性能的因素
• 1.5 论文的研究背景及主要内容
• 1.5.1 研究背景
• 1.5.2 研究内容
• 参考文献
• 第二章 超支化聚芳酰胺接枝氮化硼/环氧复合材料的制备与性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.2.3 试样制备
• 2.2.4 性能测试与表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 超支化聚芳酰胺接枝氮化硼粒子的结构表征
• 2.3.2 复合材料的形貌分析
• 2.3.3 复合材料的玻璃化转变温度
• 2.3.4 复合材料的导热系数
• 2.3.5 复合材料的介电性能
• 2.3.6 复合材料的介电强度
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 超支化聚芳酰胺接枝多壁碳纳米管/环氧复合材料的制备与性能研究
• 3.1 概述
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 试样制备
• 3.2.3 仪器与设备
• 3.2.4 性能测试与表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 碳纳米管的红外光谱分析
• 3.3.2 碳纳米管的拉曼光谱分析
• 3.3.3 碳纳米管的热失重分析
• 3.3.4 碳纳米管的TEM 分析
• 3.3.5 复合材料的TGA 分析
• 3.3.6 复合材料的DSC 分析
• 3.3.7 复合材料的DMA 分析
• 3.3.8 复合材料的力学性能
• 3.3.9 复合材料的SEM 分析
• 3.3.10 复合材料的导热性能分析
• 3.3.11 复合材料的电导率分析
• 3.3.12 复合材料的介电性能
• 3.3.13 复合材料的介电强度
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 全文与总结
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文和专利
• 致谢