hdpe弹性体石墨复合材料力学性能和导热性能的研究

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1、浙江大学硕士学位论文HDPE/弹性体/石墨复合材料力学性能和导热性能的研究姓名：叶昌明申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：申屠宝卿20050101浙江大学硕士学位论文摘要本文研究了HDPE／弹性体／石墨复合体系的力学性能和导热性能，讨论了石墨、弹性体对HDPE复合材料力学性能和导热性能的影响，并对HDPE／弹性体／石墨复合材料导热模型进行了探讨。研究了石墨的表面处理技术、偶联剂种类(NDZl01、TMl01、Tbl200S)以及用量对HDPE／POE／石墨复台材料力学性能的影响；研究了石墨种类(胶体石墨、鳞片石墨、可膨胀石墨)、粒径以及添加量对ItDPE／POE／石墨复合材

2、料力学性能和加工性能的影响：研究了弹性体种类(POE、EVA)对IJDPE／弹性体／石墨复合材料的力学性能、加工性能、环境应力开裂性(ESCR)的影响。结果表明，以母料形式在HDPE中加入石墨后，其分散效果最好；NDZl01钛酸酯偶联剂对石墨表面处理效果较好。胶体石墨填充的ttDPE复合材料的冲击强度最高，可膨胀石墨填充的HDPE复合材料的冲击强度最低；可膨胀石墨填充的HDPE复合材料的弯曲强度最高，其次是鳞片石墨，再次是胶体石墨填充的HDPE复合材料；三种石墨填充的HDPE复合材料的拉伸强度没有很大差别。HDPE／弹性体／石墨复合材料的拉伸强度和弯曲强度均随着胶体石墨含量的增加

3、而提高，而抗冲击强度随石墨含量的增加而降低；石墨粒径为4pin时，HDPE／POE／石墨复合材料抗冲击强度最大，是复台材料抗冲击强度随粒径变化的拐点。石墨粒径对HDPE／POE／石墨复合材料的拉伸强度和弯曲强度影响较小。随石墨粒径的增加，皿PE／PoE／石墨复合材料的塑化时间延长，平衡扭矩减小。当加入5％(wt％)POE时，聊E／POE／石墨复合材料的力学性能和加工性能较好。POE、EvA可显著改善}砷E／弹性体／石墨复合材料的耐环境应力开裂性。研究了胶体石墨粒径对HDPE／POE／石墨复合材料结晶行为的影响。当石墨粒径大于4um时，随石墨粒径增大，ttDPE的结晶度下降，结晶速

4、率减慢，片晶尺寸分布变宽。当石墨粒径小于4liiii时，随石墨粒径增大，HDPE的结晶度上升，结晶速率增加，片晶尺寸分布变窄。研究了石墨种类、添加量及粒径对HDPE／POE／石墨复合材料导热性能的影响。随胶体石墨体积含量增加，HDPE／POE／石墨复合材料的导热率增加，材料的导热性能得到改善。膨胀石墨填充的HDPE／POE／石墨复合材料的导热性优于胶体石墨填充体系，在体积含量相浙江大学硕十学位论文同(7％)的情况下，膨胀石墨填充复合材料的导热率是胶体石墨的l倍，并可通过熔融插层技术，实现低填充、高热传导。石墨粒径影响复合材料的导热性，随胶体石墨粒径增加，复合材料的导热率增加，当粒

5、径≥15uril时，导热率随粒径的变化趋缓。在预测两相复合材料导热率模型中，Maxwe]1一EucKen，ChengandVochon，Zieblend，LewisandNielsen，AgriandUno等模型与石墨填充tIDPE复合材料导热率的实验结果存在偏差，复合材料导热率与Zieblend模型较吻合。研究了HDPE／弹性体／石墨复合材料制作的导热塑料盘管的静液压强度、液压爆破试验和可焊接性。结果表明导热塑料盘管专用料完全符合冰蓄冷设备的要求。关键词：高密度聚乙烯．弹性体，石墨，结晶，力学性能，导热性能II浙江大学硕+学位论文ABSTRACTMechanicalproper

6、tiesandthermalconductivityofHDPE／elastomer／graphitecompositeswerestudiedinthisthesis．ThefactorsthataffectedmechanicalpropertiesandthermalconductivityofHDPEcompositeswerealsodiscussed．Theinfluenceofthesnrfacemodificationofgraphite，thespecies(NDZl01，TMl01，andTMUOOS)andcontentofthecouplingagents

7、OnmechnicalpropertiesofHDPE／elastomer／graphitecompositeswasstudied；thespecies(colloidgraphite，squamagraphite，andexpandedgraphite)，particlesize，andcontentofgraphiteonmechnicalpropertiesandprocessingpropertiesofHDPE／elastomer／graphitecomposites