CM-EPDM合金彈性體導熱復合材料制備及性能研究.pdf

1、隨著電子科技的發(fā)展，具有高彈性的橡膠導熱復合材料在導熱墊片、熱界面材料等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣。然而，隨著導熱填料的添加，復合材料的機械性能急劇下降，真正意義上的低填充高導熱的彈性體導熱復合材料的制備仍然是亟待解決的課題。本文利用共混聚合物相分離原理，將氯化聚乙烯(CM)與三元乙丙橡膠(EPDM)共混物作為基體，添加片狀BN作為導熱填料，制備了CM/EPDM/BN導熱復合材料。利用雙輥開煉誘導BN取向排列，大幅提高了導熱復合材料的熱導率。利

2、用BN與基體中兩相的親和力不同，誘導BN選擇性分布，以更低的導熱逾滲閾值獲得了導熱通路。具體研究內(nèi)容如下:
　　利用固體核磁共振技術(shù)和紅外光譜分析，研究了不同廠家、不同氯含量的氯化聚乙烯橡膠的鏈結(jié)構(gòu)和序列結(jié)構(gòu)。測試了不同牌號CM生膠硫化后的拉伸強度和斷裂伸長率，分析了微觀結(jié)構(gòu)對宏觀力學性能的影響。實驗結(jié)果表明氯含量最高的CH420(42％)具有最為均勻的氯原子分布，拉伸強度為10.1Mpa，斷裂伸長率高達742％。采用DMTA和T

3、GA測定了CM膠動態(tài)力學性能和熱穩(wěn)定性，結(jié)果顯示CH420的Tg達到4℃，起始分解溫度最低，為260℃。CM1035X表現(xiàn)出較高的拉伸強度、較低的門尼粘度和較好的熱穩(wěn)定性，綜合性能較好。
　　選取極性較強的CM橡膠和極性較弱的EPDM橡膠，制備了不同并用比的CM/EPDM合金彈性體，使用過氧化物硫化劑作為兩種橡膠的共硫化體系。測試了CM/EPDM合金彈性體的硫化特性和力學性能。使用噻二唑硫化體系單相硫化CM膠，利用二甲苯為溶劑將合

4、金彈性體中EPDM相刻蝕，在掃描電鏡下觀察不同并用比的CM/EPDM合金彈性體的微觀相結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，在CM/EPDM配比為50/50時，CM/EPDM合金彈性體形成微觀的雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)。
　　制備了不同粒徑、不同用量BN填充的CM/EPDM/BN導熱復合材料，采用改進的雙輥開煉工藝使得BN發(fā)生取向分布，利用BN與EPDM的親和性更好使得BN選擇性的分布在EPDM相中。在掃描電鏡下觀察了BN在合金彈性體基體中的分布結(jié)構(gòu)，測試了復合材

5、料的導熱性能、力學性能、壓縮生熱和熱穩(wěn)定性等，分析了BN的粒徑和用量以及BN取向和選擇性分布對復合材料性能的影響。結(jié)果表明，在力學性能上，隨著BN粒徑的增大，CM/EPDM/BN導熱復合材料的力學性能變差，表現(xiàn)為拉伸強度和斷裂伸長率的下降。以10μmBN為填充劑，隨著BN用量的增加，CM/EPDM/BN導熱復合材料的力學性能先增大，達到30wt％填充量之后開始減小。在BN填充量為30wt％時，拉伸強度達到8.7MPa，斷裂伸長率達到40

6、5％。導熱性能上，10μmBN填充的復合材料導熱性能最好，隨著BN填充量的增加，CM/EPDM/BN導熱復合材料的熱導率隨之增大，在BN填充量為40wt％時，復合材料的導熱系數(shù)達到1.8Wm-1K-1。以CM/EPDM為基體，誘導BN的選擇性分布有效降低了導熱的逾滲閾值。以CM/EPDM為基體相比于純的EPDM為基體，添加同樣的BN，導熱的逾滲閾值從30wt％降低到20wt％。利用CM/EPDM共混有效改善了純CM的壓縮生熱。添加BN后