聚酰亚胺复合材料的热学性能研究

聚酰亚胺

展开 1 名 词 定 义 2 介 绍 3 概 述 4 分 类

. 1 缩聚型聚酰亚胺 4 . 2 加聚型聚酰亚胺 4 . 3 子类 5 性能 6 质量指标

合 成 途 径 8 应 用 9 展 望 1名词定义 中文名称： 聚酰亚胺 英文名称： polyimide，PI 定义： 重复单元以酰亚胺基为结构特征基团的一类聚合物。具有耐高温、耐腐蚀和优良的电性能。 应用学科： 材料科学技术（一级学科）；高分子材料（二级学科）；塑料（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 2介绍 聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃， 无明显熔点，高绝缘性能，103 赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘材料。

英文名：Polyimide 简称：PI 聚酰亚胺 聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环（-CO-N-CO-）的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 4分类 4.1缩聚型聚酰亚胺 缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的，而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工艺，这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过聚酰亚胺 程中很难挥发干净，同时在聚酰胺酸环化（亚胺化）期间亦有挥发物放出，这就容易在复合材料制品中产生孔隙，难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂，主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。 4.2加聚型聚酰亚胺 由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点，为克服这些缺点，相继开发出了加聚型聚酰亚胺。目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺，应用时再通过不饱和端基进行聚合。 ①聚双马来酰亚胺 聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。它与聚酰亚胺相比，性能不差上下，但合成工艺简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合材料制品。但固化物较脆。 ②降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂 其中最重要的是由NASA Lewis研究中心发展的一类PMR（for insitu polymerization of monomer reactants, 单体反应物就地聚合）型聚酰亚胺树脂。RMR型聚酰亚胺树脂是将芳香族四羧酸的二烷基酯、芳香族二元胺和5 -降冰片烯-2，3-二羧酸的单烷基酯等单体溶解在一种尝基醇（例如甲醇或乙醇）中，为种溶液可直接用于浸渍纤维。 4.3子类 聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide(简称PI)，可分为均苯型P I，可溶性PI，聚酰胺-酰亚胺（PAI）和聚醚亚胺（PEI）四类。

聚酰亚胺基础内容相关情况介绍大全

聚酰亚胺相关基础内容介绍大全 一、概述 聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide（简称PI），可分为均苯型PI、可溶性PI、聚酰胺-酰亚胺（PAI）和聚醚亚胺（PEI）四类。PI是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200℃~300℃，无明显熔点，具有高绝缘性能。另外，PI作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 二、聚酰亚胺结构式 正象主链含酰胺结构的聚合物被称为聚酰胺，主链含亚胺结构的聚合物统称为聚酰亚胺。其中亚胺骨架在主链结构上的聚合物，也就是直链型聚酰亚胺不仅合成困难也无实用性。相反具有环状结构的聚酰亚胺，特别是五员环状聚酰亚胺已知的品种很多，实用性很强。因此，一般所说的聚酰亚胺都是指后面这种环状聚酰亚胺。环状聚酰亚胺与聚苯并咪唑等同是含氮的杂环聚合物的一种。

聚酰亚胺进一步还可分为由芳香族四羧酸和二胺为原料通过缩聚反应得到的缩聚型聚酰亚胺和双马酰亚胺经加聚反应（或缩加聚）得到的加聚型聚酰亚胺。其中前面的缩聚型聚酰亚胺是大家最熟悉也是应用最广的，一般所称的聚酰亚胺都是指这种缩聚型聚酰亚胺。具有代表性的聚酰亚胺就是由美国杜邦公司1960年开发成功，1965年商品化的二苯醚型聚酰亚胺。

复合材料特性

（1）力学性能 石墨烯被认为是迄今为止强度最高的物质，添加石墨烯可以增加聚合物的力学性能。拓展石墨烯的改性范围，开发出多种的增强复合材料变得尤为重要。改性的程度有许多影响因素，例如强相的浓度和在基质中的分布状态，界面粘合性和增强相的长径比等。石墨稀纳米片和聚合物基体之间的界面粘合性强，是进行有效加固的关键。局部两相间不相容性可能由于石墨稀对基体的附着力差而降低应力转移几率，导致了一个较低的机械性能复合材料。可使用氢键和范德华力非共价键改善界面相互作用，提高聚合物基体机械性能[1]。 尽管些物理相互作用可以提高复合材料的性能，在外部受力下填料与基体之间相对移动是不可避免的。这限制了材料的最大使用强度。为了缓解该问题，关键是选择有效的手段，提高界面与基体间的抗剪切强度。改善填料与基体之间靠共价键形成的应力传递。例如，利用GO表面的羟基（-OH）与聚氨酯链上的端部的-NCO基团反应，形成聚氨甲酸酯键(-NH-CO)而共价键合到聚氨酯上。（2）导电导热性能 石墨烯的导电性能是目前已知导电材料中最好的，其载流子迁移率达15000 cm2·V- 1·s- 1[ 2]。这个数值是目前已知具有最高迁移率的锑化铟材料的两倍，是商用硅片迁移率的10倍以上。石墨烯具有高导电性，当加入到聚合物基体中，可导电的石墨烯分散在基体中形成导电网络，可以大大提高复合材料的导电性。复合材料表现出导电性随石墨烯含量的增加呈现一种非线性增长。 石墨烯的导热性能很高，在室温下为3000W·M-1·K-1，已被用来作为基体填充物，以改善聚合物的热导率和热稳定性。片状石墨稀的二维片层结构在聚合物较低的界面热电阻，从而产生更好的导电性增强聚合物复合材料。其他因素，例如石墨稀片的长径比，取向和分散，基体的种类等也将影响复合材料的热性能。（3）热稳定性 热稳定性是复合材料的另一个重要性能，可以通过在聚合物基体中嵌入石墨烯来实现。高的热稳定性和层状结构的石墨烯的加入，会使复合材料热性能显著提高。Ramanathan等[3]系统研究发现石墨烯的加入可以使聚甲基丙烯酸甲酯的模量、强度、玻璃化转变温度和热分解温度大幅度提高。并且石墨烯的作用效果远远好于单壁碳纳米管和膨胀石墨。 （4）气体阻隔性能 石墨烯的加入相对于原始的聚合物可以显着减少气体对聚合物复合材料的透过率。各种研究表明,气体渗透性降低可能由于石墨稀长径比和高表面积,以及在聚合物基体中形成的“弯曲通道”效应 (tortuous path effect)，从而有效的阻隔了气体分子的扩散和穿透。Pinto等[4]研究了聚乳酸/石墨稀复合材料对氧气和氮气的阻隔性。结果表明，与未加入石墨稀前相比在复合物中使用0.4%(重量)添加量可以使复合材料对氧气的透过量下降三倍,对氮气的透过量下降四倍。（5）吸附性能 众所周知，吸附强烈依赖于孔隙结构和表面面积，以及吸附剂的官能团。石

聚酰亚胺(PI)纤维产品性能基础数据

连云港奥神聚酰亚胺纤维 聚酰亚胺(PI)纤维产品性能基础数据 1纤维基本参数 表1纤维的力学性能 样品 伸长率（%） 强度（cn/dtex ） 线密度(dtex) PI 10-20 3.5- 4.5 1.5-3 注：纤维长度、卷曲程度可按客户需求定制。 2耐酸特性 T e n s i l e (c N /d t e x ) Time (hr) E l o n g a t i o n (%) Time (hr) 上图是几种特种纤维在80℃、0.1mol/L 的HCl 溶液中，其纤维在不同腐蚀时间后的力学性能变化关系。可见，与其它纤维相比，PI 纤维强度稍有下降，但比P84纤维的耐酸稳定性好，主要是因为我们制备的PI 纤维化学结构有所改进所致。此外，纤维在酸性环境下处理后，其延伸率基本稳定。

3 耐热氧化稳定性 T e n s i l e (c N /d t e x ) Time (hr) E l o n g a t i o n (%) Time (hr) 上图是几种特种纤维在300℃空气气氛中处理后，其强度和延伸率随受热处理时间的变化关系。很明显，我们制备的PI 纤维在几种纤维中的表现是最好的，其延伸率的保持率相对也是最好的。注：PPS 纤维在300℃热处理条件下，已经断裂。 4. 高温裂解特性 100 200 300 400 500 600700800900 20 40 60 80 100 M a s s (%) Temperature (o C) PTFE 1313 P84PI 采用TGA 对几种纤维进行热处理实验（如图）发现，我们的PI 纤维产品具有明显的优势，其5%裂解温度为560℃，最大裂解温度630℃。

航空航天复合材料技术发展现状

航空航天复合材料技术发展现状 2008-11-25 中国复合材料在线［收藏该文章］ 材料的水平决定着一个领域乃至一个国家的科技发展的整体水平；航空、航天、空天三大领域都 对材料提出了极高的要求；材料科技制约着宇航事业的发展。 固体火箭发动机以其结构简单，机动、可靠、易于维护等一系列优点，广泛应用于武器系统及航 天领域。而先进复合材料的应用情况是衡量固体火箭发动机总体水平的重要指标之 一。在固体发动机研制及生产中尽量使用高性能复合材料已成为世界各国的重要发展目标， 目前已拓展到液体动力领域。科技发达国家在新材料研制中坚持需求牵引和技术创新相结合，做到了需求牵引带动材料技术发展，同时材料技术创新又推动了发动机水平提高的良性发展。 目前，航天动力领域先进复合材料技术总的发展方向是高性能、多功能、高可靠及低成本。 作为我国固体动力技术领域专业材料研究所，四十三所在固体火箭发动机各类结构、功能复合材料研究及成型技术方面具有雄厚的技术实力和研究水平，突破了我国固体火箭发动 机用复合材料壳体和喷管等部件研制生产中大量的应用基础技术和工艺技术难关，为我国的 固体火箭发动机事业作出了重要的贡献，同时牵引我国相关复合材料与工程专业总体水平的 提高。建所以来，先后承担并完成了通讯卫星东方红二号远地点发动机，气象卫星风云二号 远地点发动机，多种战略、战术导弹复合材料部件的研制及生产任务。目前，四十三所正在 研制多种航天动力先进复合材料部件，研制和生产了载人航天工程的逃逸系统发动机部件。 二、国内外技术发展现状分析 1、国外技术发展现状分析 1.1结构复合材料 国外发动机壳体材料采用先进的复合材料，主要方向是采用炭纤维缠绕壳体，使发动机质量比有较大提高。如美国“侏儒”小型地地洲际弹道导弹三级发动机（SICBM-1 、-2、- 3 ）燃烧室壳体由IM-7炭纤维/HBRF-55A 环氧树脂缠绕制作，IM-7炭纤维拉伸强度为 5 300MPa , HBRF-55A 环氧树脂拉伸强度为84.6MPa，壳体容器特性系数（PV/Wc ）＞3 9KM ;美国的潜射导弹“三叉戟II （D5 ）”第一级采用炭纤维壳体，质量比达0.944，壳 体特性系数43KM，其性能较凯芙拉/环氧提高30% 国外炭纤维的开发自八十年代以来，品种、性能有了较大幅度改观，主要体现在以下两个方 面：①性能不断提高，七、八十年代主要以3000MPa的炭纤维为主，九十年代初普遍使用 的IM7、IM8纤维强度达到5300MPa,九十年代末T1000纤维强度达到7000MPa,并已开始工程应用；②品种不断增多，以东丽公司为例，1983年产的炭纤维品种只有4种，至U 1995 年炭纤维品种达21种之多。不同种类、不同性能的炭纤维满足了不同的需要，为炭纤维复合材料的广泛应用提供了坚实的基础。 芳纶纤维是芳族有机纤维的总称，典型的有美国的Kevlar、俄罗斯的APMOC,均已在多 个型号上得到应用，如前苏联的SS24、SS25洲际导弹。俄罗斯的APMOC纤维生产及其应 用技术相当成熟，APMOC纤维强度比Kevlar高38%、模量高20%，纤维强度转化率已达到75%以上。PBO纤维是美国空军1970年开始作为飞机结构材料而着手研究的产品，具有刚

复合材料的热性能

复合材料的热性能 摘要：本文介绍复合材料热性能的一般表针方法，并介绍针刺复合织物增强C /C 复合材料与的热物理性能。 关键词：复合材料；热性能；表针方法；针刺复合织物增强C /C 复合材料 1 复合材料的热性能表征(characterization of the rmalproperties of composites) 复合材料在加热或温度变化时，所表现的物理性能，如线膨胀系数、热导率等。 线膨胀系数:大多数物质都有热胀冷缩现象，复合材料的热膨胀主要取决于增强体和基质的线膨胀系数及其体积百分比。线膨胀系数定义为温度升高1℃材料的相对伸长。其测试方法是将一定尺寸的标准试样置于膨胀仪中升温，记录试样的长度变化△L——温度曲线，平均线膨胀系数α为： 式中L0为试样室温时的长度，mm；K为测量装置的放大倍数，△T=T2-T1为温度差，℃；α石英为对应于(T2-T1)石英的线膨胀系数，取0.51×10-6/℃；T1，T2为温度间隔的下限和上限。 精确测定复合材料的平均线膨胀系数对于确定复合材料制品成型前后的体积收缩比，保证制品尺寸，防止制品变形，减小内应力等都是很重要的一项物理参数。 在复合材料的铺层设计中需测定： αL：∥纤维方向的线膨胀系数； αT：⊥上纤维方向的线膨胀系数。 热导率:热导率是表征物质热导能力的物理量，复合材料的热导率测定是将厚度为d的标准试样置于热导率测量仪的加热板上，达到稳定后，精确测定试样两侧的温差△t。由加热板的功率W和面积S，可求出复合材料的热导率λ： 式中W为主加热板在稳定时的功率，W；d为试样厚度，m；S为主加热板的计算面积，m2；△t为试样两侧的温差，℃。 实际测定时同时测： λL：∥纤维方向的热导率； λT：⊥上纤维方向的热导率。 平均比热容:1g物质温度升高1℃所吸收的热量称为比热容。复合材料的平均比热容用铜块量热计混合法(即降落法)测定。将标准试样在加热炉内恒温加热

聚酰亚胺

1 2007年我国聚酰亚胺的生产能力已达1300吨 2010年1月19 日星期二聚酰亚胺项目将成新的利润增长点 --深圳惠程（002168）调研简报报告起因：2010年1月14日，我们走访了深圳惠程公司，实地参观了公司生产基地，并与公司管理层进行了沟通交流。投资要点： 1、公司主要产品包括：全密闭全绝缘中压电缆分支箱、中压电缆分支箱、低压电缆分支箱等电缆分支箱类产品，硅橡胶电缆附件、电缆插头等高性能硅橡胶绝缘制品，SMC电气设备箱体等高性能复合材料绝缘制品以及相关电力配网设备产品的研发、生产和销售。公司的主要优势在于新型高分子电气绝缘材料技术，SMC（不饱和聚酯树脂）具有机械强度高、材料重量轻、耐腐蚀、耐老化、隔热及绝缘好等特点。 2、SMC箱体较之金属箱体有着先天的竞争优势，而 且深圳惠程在SMC箱体领域具有几近垄断的优势，这保证了公司主营业务年约30％的增长率，我们认为在未来几年该趋势将继续延续。 主要理由有：一、国网公司和南网公司均表示在未来2-3年内追加电网投资，从目前数据来看，国网公司2009年基建项目投资低于预期，而2010年预计将远超去年，主要是因为销售电价的提高缓解了电网公司的资金压力。二、公司募集资金投资基本完成，产能逐步释放，缓解了市场对SMC箱体的需求压力，公司的规模优势将逐步体现出来。 3、我们最为看好公司定向增发项目中的聚酰亚胺纤维产业化项目。聚酰亚胺是一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，

因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是“解决问题的能手”，并认为“没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术”。据不完全统计，目前世界上聚酰亚胺的主要生产厂家约有50家，除了美国、西欧和日本外，俄罗斯、中国、印度、韩国、马来西亚以及中国台湾等国家和地区也生产聚酰亚胺。主要的生产厂家有美国杜邦公司、日本三井东亚公司以及日本宇部兴产公司等。目前全球聚酰亚胺的年消费量为6.0万吨左右，美国、欧洲、日本是世界上聚酰亚胺最主要的消费市场。2007年，美国、欧洲、日本聚酰亚胺的消费量分别约为1.8万吨、1.6万吨和0.7万吨。聚酰亚胺在各国家和地区消费构成有所不同，美国主要消费领域是塑料，占消费量的80％左右；欧洲主要消费领域是漆包线漆，占消费量的70％～80％；日本主要消费领域是薄膜和塑料，合计占消费量的95％左右。随着航空航天、汽车，特别是电子工业的持续惊人发展，迫切要求电子设备小型化、轻量化、高功能和高可靠性。聚酰亚胺所具有的优异性能能充分满足上述要求。专家预测世界对聚酰亚胺的需要将以6.0％的速度递增，到 - 2 - 2012年总消费量将达到约8.0万吨。 2007年我国聚酰亚胺的生产能力已达1300吨，产量约为900吨左右，主要的生产厂家有上海合成树脂研究所、河南省沁阳市天益化工公司、溧阳龙沙化工有限公司、常州市广成新型塑料有限公司、蚌埠族光化工有限公司、常熟汇顺化工有限公司、大连瑞泽PI有限公司、石家庄海力精化有限责任公司、溧阳华晶电子材料有限公司、江苏亚宝绝缘材

热塑性聚酰亚胺及其改性材料的热性能研究

《材料物理》课程论文 学生姓名：梁东学号：20140530 学院：材料科学与工程学院 专业年级：2014级材料化学2班 题目：热塑性聚酰亚胺及其改性材料的热性能研究指导教师：梁金老师 评阅教师：梁金老师 2016年6月

摘要 聚酰亚胺（PI）是一种高性能聚合物材料，具有优异的机械性能、电性能、耐辐射性能和耐热性能，广泛应用于航空航天、微电子和通讯等高技术领域，成为很有发展前景的材料之一。但多数 PI 具有不溶不熔的特性，加工成型十分困难，一定程度上限制了其应用范围，因此热塑性聚酰亚胺（TPI）成为发展方向之一。TPI 不仅具有优异的综合性能，而且更易于加工，生产效率更高，在经济效益和环保方面都优于传统的热固性聚酰亚胺，成为人们开发研制的热点。 TPI 可通过添加纤维提高力学性能，添加润滑剂提高耐磨性能，亦可与其它聚合物共混，使改性材料具有更优异的性能，应用于高科技领域。目前，对 PI 及其改性材料性能的研究，大多数是关于力学性能和摩擦磨损性能，很少具体研究其热性能。而聚酰亚胺的热性能，如玻璃化转变温度 Tg、热膨胀系数α是其应用于工业各领域重要的评价指标。 针对以上背景，本文首先测定了一种自主研发的 TPI 的玻璃化转变温度并通过改变分子量大小考察玻璃化转变温度与分子量的关系，及热处理温度和热处理时间对玻璃化转变温度的影响。结果表明：玻璃化转变温度随数均分子量的增大而增加，采用 Kanig-Ueberreiter 方程关联玻璃化转变温度与数均分子量,其线性拟合度高；由于聚酰亚胺的结构特点——存在自由端基，在高温可发生固相热环化反应，相应其分子量随处理温度的升高和处理时间的延长而增大，表现为聚合物的玻璃化转变温度有所升高。 为了进一步提高 TPI 的性能，扩大其应用范围，使其能在更加苛刻的环境下使用，TPI 的改性研究主要包括纤维增强的 TPI 树脂基复合材料及聚合物共混改性 TPI。但由于高分子材料的热膨胀系数比纤维、陶瓷等无机材料要大得多，两者复合后，随温度的变化，热应力不仅使高分子和基材剥离，还会产生龟裂和翘曲，模压塑料则产生裂纹等。另外高科技的发展，要求器械内部的空间更小，对材料的热稳定和热膨胀性能提出了更高的要求。 因此，本文在上一步工作的基础上，选出一种分子量的 TPI 树脂，测定其注塑件的热膨胀系数及其各向异性和尺寸稳定性；并考察了所添加的填料种类对热膨胀系数的影响。结果表明：TPI 存在着各向异性，且流向面的热膨胀系 数低。在正常的使用范围内，试样经历一个升降温循环后尺寸基本没发生变

飞机聚合物基复合材料的热变形行为分析

飞机聚合物基复合材料的热变形行为分析 发表时间：2019-04-08T15:58:12.957Z 来源：《防护工程》2018年第36期作者：路敏菲宋勇 [导读] 以热力学内变量理论为主要依据，采用无损检测方法对飞机聚合物基复合材料的热变形行为进行分析。 中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司陕西汉中 723215 摘要: 以热力学内变量理论为主要依据，采用无损检测方法对飞机聚合物基复合材料的热变形行为进行分析。首先，确定实验采用的主要材料，实验中观察聚合物基复合材料是否会受玻璃化转变的影响，以此测定分析该材料在降温和升温的状况。实验结果表明聚合物基复合材料在降温和高温的热应变基本符合线性变化，而且两者基体变化几乎一致，说明纤维可以增强聚合物基复合材料的热变形行为。 关键词：聚合物基复合材料；制造工艺；无损检测方法；热变形行为； 中图分类号:G642 文献标识码:A 0引言 随着国防工业的快速发展，复合材料在飞机和发动机上的应用越来越多，多数会使用在尾翼和机翼上，聚合物基复合材料可以增加舵面的承力面积，可以将承力结构扩展到机翼的两侧，采用的结构形式比较简单，是从简单的板式结构方向发展，制造工艺比较繁琐，航空通常会采用纤维增强聚合物基复合材料，在按照结构形式将其分类，主要有层板结构和板芯夹层结构等，此外，也可以按照形状进行分类，主要有平板和曲面等。飞机聚合物复合材料制件的方式提高了无损检测技术的要求。在材料制件的过程中经常容易出现分层和夹层的问题，而飞机聚合物复合材料制件种类的多样化给无损检测带来了很大的挑战，主要表现在以下几个方面；第一，不同结构和不同制作工艺的聚合物复合材料制件中，缺陷信号的表现形式也有所不同。第二，复杂结构制件的无损检测可达性较差。第三，不同种类聚合物复合材料制件有效适用的无损检测方法不同。为了满足飞机聚合物复合材料及制件的无损检测需求，就需要不断的钻研，不断的实践，鉴于上述现象，通过实验分析飞机聚合物基复合材料的热变形行为[1]。 1资料与方法 1.1 主要材料 聚合物基复合材料：丙酮；聚乙二醇4000，选自广东西陇化工股份有限公司，化学纯度较高[2]。 偏高岭土：采用内蒙古超牌有限公司的高活性偏高岭土，具体成分如下所示； 表1偏高岭土具体成分 图1实验结果 图1是实验结果，需要注意的是为了更简便的计算出参数，在本次实验中基于热力学内变量理论，不考虑参数的取值范围，得出以下理论。从图1 的实验结果中可以看出，聚合物基复合材料热应变的膨胀系数会随着温度的改变而改变，当储能模量超过损耗模量，获取的两种模量温度会随之增加。当储能模量未超过损耗模量，两种模量温度会不断降低。 3讨论 聚合物基复合材料在典型的形状记忆温度循环中会发生热变形行为，当温度在10摄氏度到60摄氏度之间该材料会发生变化，从图1 中可以看出，聚合物基复合材料在高温和低温时的热应变基本符合线性变化，而且两者基体变化几乎一致，说明纤维可以增强聚合物基复合

聚酰亚胺合成实验

聚酰亚胺合成实验 实验原理 聚酰亚胺是综合性能最佳的之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围－200～300℃。聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类，其中以含有结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种，已广泛应用在、、、、、、等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 缩聚型聚酰亚胺 缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。 加聚型聚酰亚胺

目前获得广泛应用的主要有聚、降冰片烯基封端聚酰亚胺及苯乙炔苯酐封端聚酰亚胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低聚酰亚胺，应用时再通过不饱和端基进行聚合。 合成途径 聚酰亚胺主要由二酐和二胺在极性溶剂，如DMF，DMAC或NMP先进行低温缩聚，获得可溶的聚酰胺酸，成膜或纺丝后加热至300℃左右脱水成环转变为聚酰亚胺；也可以向聚酰胺酸中加入乙酐和叔胺类，进行化学脱水环化，得到聚酰亚胺溶液和粉末。二胺和二酐还可以在高沸点溶剂，如酚类溶剂中加热缩聚，一步获得聚酰亚胺。 应用 由于上述聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点，在众多的聚合物中，很难找到如聚酰亚胺这样具有如此广泛的应用方面，而且在每一个方面都显示了极为突出的性能。 1、薄膜：是聚酰亚胺最早的商品之一，用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。主要产品有杜邦Kapton,宇部兴产的Upilex系列和钟渊Apical。透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底版。 2. 涂料：作为绝缘漆用于，或作为耐高温涂料使用。 3. ：用于航天、航空器及火箭部件。是最耐高温的结构材料之一。例如的超音速客机计划所设计的速度为 2.4M，飞行时为177℃，要求使用寿命为60000h，据报道已确定50%的结构材料为以热塑型聚酰亚胺为基体树脂的碳纤维增强复合材料，每架飞机的用量约为30t。 4. 纤维：弹性模量仅次于碳纤维，作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物。 5. ：用作耐高温隔热材料。 6. 工程塑料：有热固性也有热塑型，热塑型可以也可以用注射成型或传递模塑。主要用于自润滑、密封、绝缘及结构材料。广成聚酰亚胺材料已开始应用在压缩机旋片、活塞环及特种泵密封等机械部件上。 7. ：用作高温结构胶。广成聚酰亚胺胶粘剂作为电子元件高绝缘灌封料已生产。 8.分离膜：用于各种气体对，如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分离，从空气烃类原料气及中脱除水分。也可作为渗透蒸发膜及。由于聚酰亚胺耐热和耐有机溶剂性能，在对有机气体和液体的分离上具有特别重要的意义。 9. ：有负性胶和正性胶，分辨率可达亚微米级。与颜料或染料配合可用于彩色滤光膜，可大大简化加工工序。 10. 在微电子器件中的应用：用作介电层进行层间绝缘，作为缓冲层可以减少应力、提高成品率。作为保护层可以减少环境对器件的影响，还

聚酰亚胺

耐高温聚酰亚胺的合成及改性研究 结果表明，金纳米棒杂化改性的聚酰亚胺薄膜具有优异的效果。改性后的聚酰亚胺薄膜表面平整且具有发光效果。金纳米棒杂化改性聚酰亚胺薄膜与纯聚酰亚胺薄膜均具有良好的耐温性，掺杂0.01%含量的金纳米棒粒子具有更好的耐温性，比传统的聚酰亚胺薄膜耐高温温度提高了10℃左右，但两者的玻璃化转变温度并未发生明显变化。掺杂了0.01%含量的金纳米棒粒子后，PI/GNMRs 薄膜产生的了明显的红移现象，红移了10nm。 聚酰亚胺合成工艺的复杂，耗时较长，耗能较大，原料昂贵，污染较大等一直不能够得到有效的解决。如何能够制备性能良好，耗能较小，适用范围较广的聚酰亚胺是科学家不断追求的课题。 聚酰亚胺的性能主要包括以下方面： 耐高温性 由于聚酰亚胺具有相当特殊的体型结构，同时其分子链含有大量的芳香基，如苯环，酰亚胺键等，而芳香基（苯环，酰亚胺键等）具有较高的键能和分子间作用力，需要较高的温度提供能量才能够断裂，所以均能使聚酰亚胺材料具有想当高的耐温温度。其一般在500 ℃以上进行热分解。 耐低温性（耐寒性） 聚酰亚胺的耐低温性能，是所有高分子材料中少见优越的性能。据研究发现，聚酰亚胺在超低温液氮中，仍旧能够保持一定较好的机械性能，不会脆裂。 力学性能 聚酰亚胺具有优异的力学性能。聚酰亚胺薄膜的拉伸强度达到了180 MPa 以上，拉伸模量则能够达到3.0GPa 以上。经过一定的增强工艺（例如合金化，增韧化等）加工后，聚酰亚胺拉伸模量可大于210GPa 以上，较其它高分子材料而言，具有不可逾越的优秀性能。 尺寸稳定性 尺寸稳定性，是聚酰亚胺材料常用作制备电路版材料的原因。这是由于聚酰亚胺材料的热膨胀系数与金属的热膨胀系数相差较小，差值在1.0-2.0X10-5/℃。 光学性能 聚酰亚胺材料具有相当优秀的耐抗辐射性能，能在高温，高真空条件下保持稳定，较少的挥发物。 无毒稳定性 聚酰亚胺材料没有毒性，能够用作制备餐具和一些医疗替换用品。同时，聚酰亚胺耐几乎所有有机溶剂，耐部分无机酸，耐水解。 电学性能 聚酰亚胺具有良好的电学性能，其在电绝缘领域应用最广，被广泛的用做电绝缘漆包线的外层涂料或直接涂覆使用。聚酰亚胺具有一定的自润滑性能，能够耐老化，耐高压电击穿等。 耐辐射性 聚酰亚胺材料抗辐照性好，在高温、高真空及辐射下稳定，挥发物少。聚酰亚胺纤维经1ｘ1010rad 快电子辐照后，其强度保持率为90%。 化学稳定性 可溶性聚酰亚胺只能溶解在一些特定的溶剂（如NMP 等）中，几乎不溶于所有的有机溶剂，对稀酸稳定，耐水解，能在120℃中耐500h 的水煮。只有浓硫酸能够溶解或者破坏它，其耐腐蚀性与镍钢相近，但是聚酰亚胺材料耐碱性较差。 阻燃性

聚酰亚胺的结构与性能分析及运用

聚酰亚胺的结构与性能分析及运用 李名敏051002109 摘要：聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认 识。本文介绍了其基本结构与性能及应用。 关键词：聚酰亚胺；工程塑料；聚合物；结构与性能；应用；结晶度；共轭效应； 分子量 1 引言 聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide(简称PI) ，是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一。PI作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将PI的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"，并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"[1]。 2 聚酰亚胺的基本结构 聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物。均苯型聚酰亚胺是以均苯四甲酸二酐与二胺基二苯醚采用非均相悬浮缩聚法，首先合成出聚酰胺酸(PA酸)再经加热脱水、环化(亚胺化)反应，即得到聚酰亚胺[3]。其亚胺化化学反应式通常为： 在主链重复结构单元中含酰亚胺基团，芳环中的碳和氧以双键相连，芳杂环产生共轭效应，

这些都增强了主键键能和分子间作用力。 3 聚酰亚胺的基本结构与性能的关系 3.1热性能 主链键能大，不易断裂分解。耐低温性好，很低的热膨胀系数。聚酰亚胺大量用于薄膜，突出特点是耐热性好。在250℃下，可连续使用70000h以上。在200℃时拉伸强度达98MPa(1000Kgf／cm2)以上；在300℃经1500h的热老化后，其拉伸强度仍可保持在初始值的2／3以上[5]。分子间距离主要决定于分子的三维堆积密度，分子越规整、对称性越强（越有利于结晶），分子堆积密度就越高，分子间距离就越小。对于同种类的分子，结晶的晶相密度总是高于非晶相密度，这就是结晶有利于耐热性提高的原因。分子主链上引入芳香基团，链刚性增大，使无规热运动链段增大，需要更高的温度链段才能运动（这也是对称的硬链段优先结晶的原因），这就是芳香基团的引入有利于耐热性提高的原因。总之分子间作用力越强、分子间距离越小，分子链刚性越大，所需平衡的无规热运动程度（温度）就越高，耐热性就越好[2]。依此推论，耐热性好的材料，应为分子主链是全芳香（大刚性）、分子间作用力强、分子主链无任何取代基（高对称）的材料，而聚酰亚胺这些条件都符合，所以其具有良好的耐热性。 3.2力学性能 拉伸、弯曲、压缩强度较高；突出的抗蠕变性，尺寸稳定性。聚酰亚胺具有很好的机械性能。作为工程塑料，其弹性模量仅次于碳纤维。纤维增强的PI 塑料的强度[8]、模量能得到进一步提高。聚酰亚胺具有优良的耐磨减摩性，其机械性能随温度波动的变化小，高温下蠕变小，其蠕变速度甚至比铝还小，主要原因是聚酰亚胺分子链中含有大量的芳杂环的共轭效应。 3.3电性能 优良的电绝缘性能。偶极损耗小，耐电弧晕性突出，介电强度高，随频率变化小[7]。聚酰亚胺的大分子中虽然含有相当数量的极性基(如羰基和醚基)，但其电绝缘性优良，原因是羰基纳入五元环，醚键与相邻基团形成共扼体系。使其极性受到限制，同时由于大分子的刚性和较高的玻璃化温度，因此在较宽的温度范围内偶极损耗小，电性能十分优良。同时，聚酰哑胺还具有优异的耐电晕性能。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持较高的水平。 3.4耐化学药品性

XD合成Al2O3,TiB2-Al复合材料的热力学分析

［文章编号］!""#$"%"&（’""!）"($"()’$"# !"合成#$%&’，()*%+#$复合材料的热力学分析! 朱和国!，’，吴申庆!，王恒志’ （!*东南大学材料科学与工程系，南京’!""&%；’*南京理工大学材料科学与工程系，南京’!""&#） ［摘要］从热力学的角度讨论了原位反应生成+, ’ -(和./0’陶瓷粒子增强铝基复合材料的合成机理。结果表 明，在+,1./- ’ 10体系中，以一定的加热速率加热至!"2(3左右时，+,与./-’之间首先发生铝热反应，反应产生出 活性钛原子并形成+,1./10反应系；+,0 ’和+, ( ./均系反应中间产物，+,0’在!’""3左右时分解为+,和0，+,(./被 0还原，当0的加入量（摩尔）是./-’的两倍左右时，+,(./基本消失，最终生成+,’-(和./0’陶瓷颗粒增强的铝基复合材料。 ［关键词］原位反应；陶瓷粒子；热力学 ［中图分类号］.0((!［文献标识码］+ 原位反应生成物表面干净，无污染，与基体的相容性好，其磨损性能、力学性能均有明显提高［!4(］。特别是56（789:;<=>/?6/@A<=@/9B）法它不需要点火装置，因而结构简单，成本低，操作方便，已被用于制备高温陶瓷粒子增强的复合材料。原位反应的关键在于增强相组元之间的化学反应，而化学反应需要具备一定的热力学和动力学条件，可通过控制影响化学反应的热力学条件因素来调节反应产物（增强相）的组织形态、分布情况，从而制备出所需要的自生复合材料。 因反应过程复杂，研究比较困难，文献［#］通过淬冷的方法研究了C<1./1D系在反应过程中组织结构的演变规律及./D在C<和./中不同的形成机理。文献［E］分析了0 ’ -(与FG1H/合金反应的动力 学及热力学，认为0 ’ -(与FG1H/的反应温度与FG1 H/的熔点相近，且反应速度快，生成物FG-均匀分布于基体中。此外，也有学者对+,1./1D［%，2］，DI-1 +,［)］，./-’1J(0-(1KL+,C%1+,1#*EDI［&］，+,1KM1D［!"］等系的反应热力学及反应机理进行了研究，但对+,1 ./-’10的热力学研究尚未见报道，本文作者就此作一探讨。 ,试验方法 实验采用+,粉、./- ’ 粉及0粉，其纯度分别为&&*%N，&&*"N，&&*&N，粒度分别为E"4!""!>，’4(!>，’4(!>。将粉末按一定的质量百分比混合，挤压成坯，再将压坯置于真空反应炉中，抽真空、充氩，反复进行多次，最后充氩至"*#OL左右，以一定的升温速率预热压坯；通过检视窗口发现，在加热至!"2(3左右时压坯发生了剧烈的化学反应，经保温一段时间后，冷却至室温，制成试样，通过5射线衍射、扫描电镜观察、能谱等进行显微组织分析。 %结果与讨论 %*,反应结果 在+,1./- ’ 体系中，以一定的升温速率预热至! "2(3左右时，压坯发生了如下的反应： +,P./-! !! ’ +,’-(P［./］（!）［./］! !! P+,+,(./（’）反应产物（见图!（L））呈(种形态：棒状物、细小颗粒及暗色背底。5射线衍射分析（图!（M））和能 谱分析得知棒状物为+, ( ./，暗色背底为铝基体，细 小颗粒是+, ’ -(。随着硼粉的加入增多，反应持续时 间延长，基体组织细化，棒状物+, ( ./逐渐被硼还原，棒的边缘不再光滑，且其表面还有少量的反应 产物。当0Q./- ’ 摩尔比为’时，棒状物基本消失，5射线衍射分析（图’（M））进一步证明了这一点，此 时的反应产物为+, ’ -(和./0’，其中./0’颗粒尺寸细小，为纳米级（图’（L））。 第!!卷第(期R9,*!!K9*( 中国有色金属学报 (-./-)0.1.234506$378307.553419.:6$1 ’""!年%月 SIB*’""! "［基金项目］江苏省自然科学基金资助项目（03’"""""(） ［收稿日期］’"""$!"$!E；［修订日期］’"""$!’$’’［作者简介］朱和国（!&%($），男，讲师，博士研究生*万方数据

复合材料高性能聚氨酯

高性能聚氨酯/玻纤复合材料 （GRPU） 刘锦春 青岛科技大学高分子科学与工程学院 Liujinchun2001@https://www.wendangku.net/doc/7111939523.html,

1、聚氨酯/玻纤复合材料简介 近年来，聚氨酯树脂以其韧性好、固化快、无苯乙烯烟雾等优点使其复合材料脱颖而出。随着人们对聚氨酯成型技术的掌握和在控制其反应性以延长其适用期方面的进步，聚氨酯已进入长期由不饱和聚酯和乙烯基酯树脂主宰的复合材料领域。在过去，聚氨酯复合材料主要是用结构反应注射法（SRIM）成型的汽车内饰件和外部件，如皮卡车箱、车底板、行李架、内门板等（聚氨酯经过发泡）。然而在近几年中，聚氨酯复合材料发展了拉挤、缠绕、真空灌注和长纤维喷射等技术，主要用不发泡的聚氨酯复合材料来制造窗框、浴缸、电灯杆和卡车、越野车的大型部件等。聚氨酯拉挤聚氨酯拉挤一般具有低粘度、中度至高度反应性、良好的冲击强度和韧性以及短梁剪切性能。与其他材料相比，用聚氨酯拉挤可产生多种效益。它可以提高制品中玻璃纤维含量而使制品强度大大提高。例如，用玻璃纤维与聚氨酯树脂拉挤窗框，所得窗框的强度比PVC窗框高8倍，其导电性比铝低40倍，因而绝缘性能好得多。同时，因为聚氨酯拉挤窗框的脆性更小，它们不会开裂而经久耐用。 高性能聚氨酯/玻璃纤维复合材料是一种以高硬度聚氨酯弹性体为基体材料,玻璃行为为增强材料,采用连续拉挤工艺生产的一种具有高强度、高模量、轻质高分子复合材料。 聚氨酯拉挤技术的产品不仅比传统材料具有更高的强度、更好的隔热保温效果，而且更轻质环保。其应用领域十分宽广，从最初的华丽浴缸，到冲浪和滑雪板，再到今天的窗框、集装箱地板等创新应用，聚氨酯复合材料已融入了我们日常生活的方方面面。 据报道，在过去的几年中，中国对于复合材料的需求已呈现逐步增长的态势。复合材料是一种高科技材料，是将几种材料的特性整合成为一种具有卓越新性能的全方位解决方案。正是因为材料的独特性能，比如轻质、高强度和刚性、以及能够帮助实现更高的成本效率和生态责任，所以聚氨酯复合材料已备受各行业的关注。尤其是在建筑和运输行业，创新的技术与应用，更是备受瞩目。 2、聚氨酯/玻纤复合材料性能特点 经过数年开发，国外聚氨酯拉挤成型已实现商业化。在聚氨酯拉挤过程中，可以使用更多的增强纤维，使制品强度大大增高。同时，由于聚氨酯本身优异的

聚酰亚胺基础知识

聚酰亚胺 聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围－200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能，103 赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘材料 聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 缩聚型聚酰亚胺 缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的，而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工艺，这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过程中很难挥发干净，同时在聚酰胺酸环化（亚胺化）期间亦有挥发物放出，这就容易在复合材料制品中产生孔隙，难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂，主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。 加聚型聚酰亚胺 由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点，为克服这些缺点，相继开发出了加聚型聚酰亚胺。目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺，应用时再通过不饱和端基进行聚合。 ①聚双马来酰亚胺 聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。它与聚酰亚胺相比，性能不差上下，但合成工艺简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合材料制品。但固化物较脆。 ②降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂 其中最重要的是由NASA Lewis研究中心发展的一类PMR（for insitu polymerization of monomer reactants, 单体反应物就地聚合）型聚酰亚胺树脂。RMR型聚酰亚胺树脂是将芳香族四羧酸的二烷基酯、芳香族二元胺和5-降冰片烯-2，3-二羧酸的单烷基酯等单体溶解在一种尝基醇（例如甲醇或乙醇）中，为种溶液可直接用于浸渍纤维。

PE_HD复合材料导热性能及力学性能的研究

第２６卷　第１期中　国　塑　料Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．１２０１２年１月ＣＨＩＮＡ　ＰＬＡＳＴＩＣＳＪａｎ．，２０１２ＰＥ－ＨＤ复合材料导热性能及力学性能的研究 成　敏，韦亚兵，张云灿＊ （南京工业大学材料科学与工程学院，江苏南京２１０００９） 摘　要：通过双螺杆挤出机制备了高密度聚乙烯（ＰＥ－ＨＤ）／石墨／ＣａＣＯ ３ 增韧母料复合材料，并研究了石墨的表面处理、粒径、含量以及ＣａＣＯ３增韧母料含量对复合材料导热性能及力学性能的影响。结果表明，偶联剂ＮＤＺ２０１对石墨 表面具有较好的处理效果。石墨颗粒直径越小，复合材料的热导率及综合力学性能越高。ＣａＣＯ３增韧母料能明显提 高复合材料的热导率及缺口冲击强度。ＰＥ－ＨＤ／石墨／增韧母料２５０Ｂ的质量比为４５／３０／２５时，复合材料的热导率可 达１．７２Ｗ／（ｍ·Ｋ），其缺口冲击强度与纯ＰＥ－ＨＤ相近，拉伸强度和弯曲强度分别比ＰＥ－ＨＤ提高了５２％和８８％。 关　键　词：高密度聚乙烯；石墨；增韧母料；热导率；力学性能 中图分类号：ＴＱ３２５．１＋２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－９２７８（２０１２）０１－００２３－０６ Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＰＥ－ＨＤ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ＣＨＥＮＧ　Ｍｉｎ，ＷＥＩ　Ｙａｂｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｙｕｎｃａｎ＊ （Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｏｆ　ＰＥ－ＨＤ／ｇｒａｐｈｉｔｅ／ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ　ｍａｓｔｅｒｂａｔｃｈ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｔｗｉｎ－ ｓｃｒｅｗ　ｅｘｔｒｕｄｅｒ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｉｚｅ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｇｒａｐｈｉｔｅ，ａｎｄ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｉｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｗａｓ　ｂｅｓｔ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｃｉｄ　ｇｒｅａｓｅ　ＮＤＺ２０１．Ｔｈｅ　ｓｍａｌｌｅｒ　ｔｈｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ ｇｒａｐｈｉｔｅ，ｔｈｅ　ｌａｒｇｅｒ　ｔｈｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．ＣａＣＯ３ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ｍａｓｔｅｒｂａｔｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ． Ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｍａｓｓ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ＰＥ－ＨＤ／ｇｒａｐｈｉｔｅ／２５０Ｂｗａｓ　４５／３０／２５，ｔｈｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｗａｓ　１．７２Ｗ／（ｍ·Ｋ），ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｗａｓ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｔｏ　ｎｅａｔ　ＰＥ－ＨＤ，ｔｈｅ　ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｆｌｅｘｕｒａｌ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｂｙ　５２％ａｎｄ　８８％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ；ｇｒａｐｈｉｔｅ；ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ　ｍａｓｔｅｒｂａｔｃｈ；ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ； ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ ０　前言 聚合物基导热材料因成本较低，易于成型加工，且具有良好的耐腐蚀性能及力学性能，近年来，越来越受到人们的重视。ＰＥ－ＨＤ作为通用型塑料，综合性能较好，广泛用于包装、管道、电子等领域，以ＰＥ－ＨＤ为基体制备的导热材料可制造电子设备、冷却管、热交换设备等。但聚合物大多是热的不良导体，热导率很小，可 收稿日期：２０１１－０９－１９ ＊联系人，ｚｈａｎｇｙｃ＠ｎｊｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ通过２种途径来提高聚合物的导热性能：合成热导率高的结构聚合物，或者采用热导率高的金属及无机填料填充聚合物，后一种方法比较常用。 石墨的价格相对较低，质轻，室温下热导率较高，约为１１０～１３０Ｗ／（ｍ·Ｋ），同时具有独特的层状结构。以石墨作为填料制备高导热复合材料的研究也已有不少相关报道［１－６］。本文以ＰＥ－ＨＤ为基体，石墨为导热填料，以期在提高材料热导率的同时可起到增强作用，但这可能会导致复合材料的韧性有所下降，在不降低复合材料强度的前提下，至今很少有能克服这一缺陷的相关报道，为此，本文研究了ＣａＣＯ３增韧