颗粒包覆及聚合物基复合材料微结构的有序化

论文摘要

通过PCS(particle composite system)以炭黑包覆PP(聚丙烯)颗粒形成核壳结构的复合颗粒,再通过热压成型,制备出互穿网络导热复合材料。研究了复合材料的制备工艺参数,尤其是物料的配比、包覆时间、PCS转速以及偶联剂的使用与复合材料性能之间的关系;并运用Agari Y模型对互穿网络体系下的导热机制进行模拟分析。结果表明,通过PCS能够实现炭黑对PP颗粒的连续有序包覆,成型后得到互穿网络导热复合材料。互穿网络的形成,能大幅度提高材料的导热性能,从而实现了低填充量、高性能导热复合材料的制备。通过PCS以ADC(偶氮二甲酰胺)发泡剂微颗粒离散有序包覆木粉颗粒,以再生PE为基体制备木塑复合材料,最后经过发泡得到微孔发泡型木塑复合材料。研究了复合材料的制备工艺参数,尤其是物料的混合方式以及发泡剂的添加量,对材料性能的影响。结果表明,通过PCS,ADC发泡剂微颗粒能够较好的分散于材料中以实现微孔发泡,发泡后材料能够保持较高的强度.通过颗粒对颗粒的包覆,使得材料在微观结构下有序分布,从而能够在根本上提高材料的性能,并且赋予材料新的功能。通过包覆法制备复合材料,为研究制备高性能的复合材料提供了一种新的思路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第1章 文献综述
• 1.1 颗粒表面包覆机理及常用包覆方法
• 1.1.1 化学键作用机理
• 1.1.2 静电作用机理
• 1.1.3 吸附层媒介作用机理
• 1.1.4 机械力作用机理
• 1.2 机械力作用基本原理及常用表面处理方法
• 1.2.1 机械力作用基本原理
• 1.2.2 常用表面处理方法
• 1.3 气流冲击复合及PCS 简介
• 1.3.1 PCS 的组成及工作原理
• 1.3.2 PCS 的操作条件
• 1.3.3 PCS 的处理形式
• 1.3.4 PCS 的技术优势
• 1.3.5 PCS 的应用
• 1.4 本论文的科学依据、内容及意义
• 第2章 炭黑包覆PP 颗粒制备导热复合材料
• 2.1 实验研究应用背景与意义
• 2.1.1 导热型聚合物的需求与应用
• 2.1.2 实验研究价值
• 2.2 国内外研究现状
• 2.2.1 导热材料体系的研究
• 2.2.2 复合材料制备工艺研究
• 2.3 导热网络与理论模型
• 2.3.1 复合颗粒中范氏力作用及静电作用能
• 2.3.2 子、母颗粒的大小及配比
• 2.3.3 聚合物基复合材料导热模型
• 2.4 实验研究方法
• 2.4.1 实验原料
• 2.4.2 主要实验设备
• 2.4.3 实验加工步骤
• 2.4.4 实验检测
• 2.5 实验结果与分析
• 2.5.1 PP 颗粒在PCS 中的包覆及其效果初步评价
• 2.5.2 炭黑导通相与空间互穿网络结构
• 2.5.3 不同的包覆方法及其包覆效果的比较
• 2.5.4 不同炭黑包覆比例下的导热系数变化分析
• 2.5.5 包覆时间与转速对导热系数的影响
• 2.5.6 偶联剂的加入对导热系数影响
• 2.6 导热模型及其对实验的模拟
• 2.6.1 普通模型讨论及实验结果的对比
• 2.6.2 Agari Y 模型及实验拟合
• 2.7 小结
• 第3章 发泡剂微颗粒包覆木粉颗粒制备均匀微泡木塑复合材料
• 3.1 实验研究应用背景与意义
• 3.1.1 木塑复合材料的需求与应用
• 3.1.2 木塑复合材料的不足及发泡技术的应用
• 3.1.3 发泡剂离散包覆木粉技术的研究意义
• 3.2 国内外研究现状
• 3.2.1 发泡剂分类
• 3.2.2 物理发泡工艺研究
• 3.2.3 化学发泡工艺研究
• 3.3 实验研究方法
• 3.3.1 主要实验原料
• 3.3.2 主要实验设备
• 3.3.3 实验加工步骤
• 3.3.4 主要实验检测
• 3.4 实验结果与分析
• 3.4.1 ADC 发包剂的粉碎
• 3.4.2 木粉包覆初步评价
• 3.4.3 气体微发泡及材料断口分析
• 3.4.4 橡胶粉的助加工性能及熔融指数变化
• 3.4.5 不同包覆方式对材料强度的影响
• 3.4.6 发泡剂添加量对材料性能的影响
• 3.4.7 冲击强度与材料中的海绵结构
• 3.5 小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 附录
• 附录A 铜-康铜热电偶分度表
• 附录B 散热盘降温速率数据
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果