探析导热硅橡胶的制备及性能

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1、浙江大学硕士学位论文导热硅橡胶的制备及性能姓名：韩雄炜申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：申屠宝卿20060701浙江大学硕士学位论文摘要采用双辊混炼机将导热助剂(石墨、炭黑、氧化铝)分散到有机硅橡胶中，配以过氧化物硫化剂，经模压硫化制备了兼具导热性和力学性能佳的导热硅橡胶。系统研究了影响硅橡胶导热性和力学性能的因素，提出了导热模型，并研究了导热硅橡胶的耐热性。高导热性助剂如石墨等有利于实现硅橡胶的低填充、高导热，炭黑与石墨混合使用有利于提高硅橡胶的导热系数和力学性能，炭黑／石墨质量比为1／5、总用量为3

2、0份时，硅橡胶ShoreA硬度为74，拉伸强度为7．67MPa，断裂伸长率为498．7％，导热系数达到0．644W／(m·K)。Agari方程较好地拟合了氧化铝填充硅橡胶体系的导热系数，但该方程拟合值与石墨填充硅橡胶体系导热系数存在偏差，在分析聚合物复合材料导热微观机制的基础上建立了导热模型，较好地拟合了石墨体积分数大于5％时硅橡胶的导热系数。研究了硫化剂、导热填料及“集中交联”剂对硅橡胶交联的影响。硅橡胶的交联密度随硫化剂用量增加而增加，拉伸强度先随硫化剂用量的增加而增加，而后随硫化剂用量增加略有降低；导热助

3、剂的加入使硅橡胶物理交联密度增加，化学交联密度减少，硫化胶力学性能下降；“集中交联”剂显著提高了硅橡胶的力学性能，如导热硅橡胶添加20％1)4”时撕裂强度提高了48．2％，拉伸强度和断裂伸长率分别提高9．8％和19．3％。用热失重法研究了导热硅橡胶的热氧稳定性。石墨填充硅橡胶起始失重温度为450℃，最大失重速率出现在5lO℃左右，比未填充石墨的硅橡胶高了近2012。采用Chang法与Freeman-Carroll法计算了硅橡胶降解反应动力学参数，结果表明硅橡胶热氧降解表观反应级数介于1．0-1．5之间，且反应级

4、数随温度的升高而降低。未填充的硅橡胶在391．5-420．6。C间降解反应E为81．5kJ／mol，填充石墨、石墨／炭黑混合物、氧化铝的硅橡胶在相近温度区间的E分别是99．4、108．5和108．8kJ／mol。关键词：导热硅橡胶，导热助剂，导热模型，力学性能，交联密度，热稳定性AbstractThermalconductivefiller(graphite，carbonblackandalumina)andcrosslingldngagentweredispersedinpoly(vinylmethylsil

5、oxane)usingatwo-rollmill，andthencuredinamouldunderpressuretoobtainthethermal-conductivesiliconerubberwithgoodmechanicalproperties．Factorsthatinfluencedthethermalconductivityandmechanicalpropertiesofsiliconerobberweresystemicallystudied．Basedontheexperimental

6、results，amodifiedthermalconductivemodelforpolymer-basedcompositesWasproposed．Inaddition,theheat-resistanceofthermal—conductivesiliconerubberWasalsoinvestigated．HigllthermalconductivefillerssuchasgraphiteWe：I'einfavorofpreparinghiglllythermal-conductivesilico

7、nerubberwithlowcontent．Thermalconductivityandmechanicalpropertiesofsiliconerubberfilledwiththemixtureofgraphiteandcarbonblackwerebetterthanthosewithgraphite．Ⅵ／hencarbonblack／graphitelmlssratiowas1／5andthetotaldosagew勰30weightparts，thehardness，tensilestrength

8、,elongationatbreak,andthermalconductivitycoefficentofsiliconerobberpreparedwei'e74shoreA,7．67MPa,498．7％，andO．644W-m-kK．I，respectively．Agariequationagreedquitesatisfactorilywiththethermalconducti