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无机填料对环氧树脂导热和阻燃性能的影响研究

作　者: 石志想
导　师: 傅仁利
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 材料学
关键词: 环氧树脂 单一填充 复合填充 热导率 氧指数 阻燃性能
分类号: TQ323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 303次
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内容摘要


环氧树脂具有优异的粘接性、化学稳定性、以及固化收缩率低、力学性能和电性能良好等优点,从而广泛用于国民经济的各个方面。但是环氧树脂的导热性能很差（导热率为0.2 W/m·K左右）,而且很容易燃烧（氧指数为19.5左右）,而有些领域要求高导热和高阻燃,从而限制了其应用。本文以提高环氧树脂的导热性能和阻燃性能为切入点,从聚合物单一添加和复合添加无机填料（Si3N4, Al2O3, Al（OH）3, Mg（OH）2）角度着手。采用扫描电子显微镜（SEM）和数码显微镜对制备试样的微观结构进行分析,并用热导率测试仪、氧指数测定仪及水平垂直燃烧测定仪分别测试了复合材料的热导率、氧指数和燃烧等级。研究结果表明:（1）单一添加无机填料时,随着填料填充量的增加,复合材料的导热性能和阻燃性能均有不同程度提高;（2）混杂填充时复合材料的导热性能和阻燃性能随填料总填充率的提高而提高,热导率随复合填料中高热导填料的热导率及其在填料中的体积分数增加而提高;（3）单一填充时,单一填充氮化硅复合材料的热导率最高,而单一填充氢氧化镁的阻燃性能最好;（4）复合填充时,复合添加氮化硅和氢氧化镁体系的复合材料其综合性能最好;（5）通过对燃烧后界面分析可知,添加不同填料的复合材料其燃烧形貌不同。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章 绪论  12-21
  1.1 环氧树脂简介  12-15
    1.1.1 环氧树脂的发展  12-13
    1.1.2 环氧树脂的消费  13-14
    1.1.3 环氧树脂的性能特点  14-15
  1.2 环氧树脂燃烧和阻燃  15-18
    1.2.1 环氧树脂的燃烧  15-17
    1.2.2 环氧树脂的阻燃  17-18
    1.2.3 环氧树脂的阻燃机理  18
  1.3 环氧树脂的导热性  18-20
    1.3.1 导热机理  18-19
    1.3.2 高分子材料的导热模型  19-20
    1.3.3 提高聚合物基复合材料导热性能的途径  20
  1.4 本文研究内容  20-21
第二章 实验原材料及实验步骤  21-30
  2.1 引言  21
  2.2 实验原材料与实验设备  21-24
  2.3 实验样品制备方法  24-25
    2.3.1 填料表面处理  24
    2.3.2 环氧体系试样制备  24-25
  2.4 实验样品的性能测试方法  25-30
    2.4.1 宏观形貌与显微形貌观察  25
    2.4.2 X 射线粉末衍射(XRD)  25-26
    2.4.3 热导率测试  26-27
    2.4.4 材料阻燃性能测试方法  27-30
第三章 填料单一填充环氧导热性能与阻燃性能  30-42
  3.1 填料单一填充环氧的微观结构  30-31
  3.2 X 射线粉末衍射测试结果  31-34
  3.3 填料单一填充环氧的导热性  34-35
  3.4 填料单一填充环氧的阻燃性  35-40
    3.4.1 单独添加氮化硅的阻燃性  35-37
    3.4.2 单独添加氧化铝的阻燃性  37-38
    3.4.3 单独添加氢氧化铝的阻燃性  38-39
    3.4.4 单独添加氢氧化镁的阻燃性  39-40
  3.5 本章小结  40-42
第四章 填料复合填充环氧导热性能与阻燃性能  42-60
  4.1 复合添加氮化硅和氢氧化铝的性能表征  42-46
    4.1.1 复合材料的微观形貌  42-43
    4.1.2 X 射线粉末衍射测试结果  43
    4.1.3 复合材料的导热性  43-44
    4.1.4 复合材料阻燃性  44-46
  4.2 复合添加氮化硅和氢氧化镁的性能表征  46-50
    4.2.1 样品的微观形貌  46-47
    4.2.2 X 射线粉末衍射测试结果  47-48
    4.2.3 样品的导热性  48
    4.2.4 复合添加氮化硅和氢氧化镁的阻燃性  48-50
  4.3 复合添加氧化铝和氢氧化铝的性能表征  50-54
    4.3.1 复合添加氧化铝和氢氧化铝的微观形貌  50-51
    4.3.2 X 射线粉末衍射测试结果  51-52
    4.3.3 复合添加氧化铝和氢氧化铝的导热性  52
    4.3.4 复合添加氧化铝和氢氧化铝的阻燃性  52-54
  4.4 复合添加氧化铝和氢氧化镁的性能表征  54-58
    4.4.1 复合添加氧化铝和氢氧化镁的微观形貌  54-55
    4.4.2 X 射线粉末衍射测试结果  55-56
    4.4.3 复合添加氧化铝和氢氧化镁的导热性  56
    4.4.4 复合添加氧化铝和氢氧化镁的阻燃性  56-58
  4.5 本章小结  58-60
第五章 样品燃烧过程的界面分析  60-69
  5.1 填料单一填充环氧燃烧界面分析  60-64
    5.1.1 单一添加氮化硅的复合材料燃烧界面形貌  60-61
    5.1.2 单一添加氧化铝的复合材料燃烧界面形貌  61-62
    5.1.3 单一添加氢氧化铝的复合材料燃烧界面形貌  62-63
    5.1.4 单一添加氢氧化镁的复合材料燃烧界面形貌  63-64
  5.2 复合填充环氧树脂燃烧界面分析  64-68
    5.2.1 复合添加氮化硅和氢氧化铝的复合材料燃烧界面形貌  64-65
    5.2.2 复合添加氮化硅和氢氧化镁的复合材料燃烧界面形貌  65-66
    5.2.3 复合添加氧化铝和氢氧化铝的复合材料燃烧界面形貌  66-67
    5.2.4 复合添加氧化铝和氢氧化镁的复合材料燃烧界面形貌  67-68
  5.3 本章小结  68-69
第六章 总结和展望  69-71
  6.1 全文结论  69-70
    6.1.1 填料单一填充环氧树脂的综合性能  69
    6.1.2 填料复合填充环氧树脂的综合性能  69-70
  6.2 课题展望  70-71
参考文献  71-78
致谢  78-79
在学期间的研究成果及发表的学术论文  79

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 缩聚类树脂及塑料 > 环氧树脂及塑料
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