導熱復合材料可由金屬填充和石墨烯填充提高共混物的熱導率,本實驗將氮化硼與金屬氧化物按質(zhì)量比1:1在高速機中與偶聯(lián)劑均勻復合,得復配材料,再按PA6與復合材料配比為80%/20%、7%0/30%、50%/50%經(jīng)偶聯(lián)劑熔融共混,采用分段式加料化熔融共混,制得PA6導熱復合材料。
當導熱填料質(zhì)量分數(shù)從20%增加到50%時,導熱材料的層內(nèi)熱導率和層間熱導率分別從1.834W/(m.K)和0.161W/(m.K)上升到4.578W/(m.K)和0.456W/(m.K)。隨著導熱填料用量的增加,導熱氧化硼粒子堆砌緊密,相互接觸,使熱流沿導熱率很高的填料通過,而較少的穿過高熱阻的樹脂基體,成型導熱網(wǎng)絡(luò)。尤其是小粒徑的超細金屬氧化物填充了大粒徑氧化硼填料的間隙,使導熱材料的導熱率隨金屬填料用量的增加顯著提高。由于填料的片狀形態(tài),在加工成型過程中會沿流動方向取向,導致復合材料在平行于熱流方向的層內(nèi)熱導率以及垂直于熱流方向的層間熱導率差異很大,層內(nèi)熱導率明顯高于層間熱導率。
隨著導熱填料用量的增加,復合材料的拉伸強度和彎曲強度下降不大,沖擊強度下降明顯,而彎曲彈性模量大幅增加。這是因為導熱填料、玻璃纖維和偶聯(lián)劑起到了增大多相面大分子鏈間的間隙,使導熱材料、玻璃纖維和偶聯(lián)劑分子鏈接到PA6大分子鏈上,從而改變了共混材料的力學性能。共混合金材料的物化及電學性能取向應(yīng)按照應(yīng)用材料的物性參數(shù)來設(shè)置。當導熱填料質(zhì)量分數(shù)為50%時,復合材料的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度、彎曲彈性模量分別為68.9MPa、106.8MPa、14.1KJ/㎡、12.7MPa。隨著導熱填料的增加,復合材料的層間和層內(nèi)熱導率逐漸增大,當導熱填料的質(zhì)量分數(shù)為50%時,復合材料的層內(nèi)熱導率和層間熱導率達到最佳值。