氮化硼和不同尺寸氧化铝复配对尼龙6/聚丙烯复合材料导热性能的影响

摘要

采用两步法将片状氮化硼(BN)和两种尺寸的球形氧化铝(纳米级Al_(2)O_(3):Nano-Al_(2)O_(3);微米级Al_(2)O_(3):Micro-Al_(2)O_(3))引入到尼龙6/聚丙烯(PA6/PP)合金中制备高导热的BN/Nano-Al_(2)O_(3)/Micro-Al_(2)O_(3)/PA6/PP复合材料。借助加工过程中的剪切力以及PP相的体积排斥作用,发现BN片和Al_(2)O_(3)球在PA6相中均匀地分散、取向和连接,小尺寸的Nano-Al_(2)O_(3)插入BN片间的缝隙中,而大尺寸的Micro-Al_(2)O_(3)嵌入并改变BN片的取向,二者共同辅助BN形成了三维导热网络,并减少了各向异性。与质量分数为25%的BN复配,当Nano-Al_(2)O_(3)和Micro-Al_(2)O_(3)质量分数分别为7.5%(即Nano-Al_(2)O_(3)-7.5和Micro-Al_(2)O_(3)-7.5)时,BN/Nano-Al_(2)O_(3)-7.5/Micro-Al_(2)O_(3)-7.5/PA6/PP复合材料的热导率达到最大,面内热导率为1.46 W/(m·K),面外热导率为1.39 W/(m·K)。在LED灯散热实验中,复合材料能使LED工作温度显著降低,说明其具有很好的应用性。