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轻质、高强隔热复合材料制备及其性能研究

2020-10-23杨朋飞朱振国张金鑫

山东化工 2020年17期
关键词:复合材料

杨朋飞,朱振国,张金鑫

(北京新福润达绝缘材料有限责任公司 新材料研发中心,北京 101111)

随化石燃料的过度使用和日益枯竭,环境污染和能源危机正成为全球面临的重大挑战[1]。热管理材料,可有效提高能源利用效率,近年来受到学术界和工业界的高度关注[2]。隔热材料,作为热管理材料的典型代表,在光学、电子学及空间科学等众多领域取得广泛应用,并在能量传递、转换及储存过程中减少损失,提高器件稳定性等方面具有重要意义[3]。而传统隔热材料,如气凝胶、膨胀聚氨酯泡沫、多孔聚乙烯等,囿于其机械强度较低、可加工性差等劣势,在实际工程应用中受到众多局限[4]。因此,开发轻质、高强隔热复合材料是隔热材料工程应用的急需。

热传导主要有对流、辐射、传递三种模式,对材料导热性能的评价主要以导热系数为主[5]。金属材料因其自由电子可大范围离域移动,表现出高的热导率;而无定形聚合物及其复合材料,热传导主要声子扩散为主,其导热系数与分子链的长短、取向有关,通常数值较低[6-7]。中空玻璃微珠是一种理想的隔热填充材料,因其低密度、低导热系数及高空隙率,在构筑隔热复合材料方面具有显著优势[8]。如Yang等以酚醛树脂和中空玻珠制备耐烧蚀有机-无机泡沫材料,作为隔热复合材料,其最大压缩强度为14.6 MPa,此时其导热系数为0.1047 W/mK,而导热系数最小的样品(0.0723 W/mK),压缩强度仅为6.8 MPa[9]。Xing等以环氧树脂E51为基体,以中空玻珠为填料,制备出系列热阻复合材料,其弯曲强度最高可以达到22.34 MPa,导热系数最优值为0.110 W/mK,且考虑E51本身物性,其在高温环境中的应用会受到极大限制[10]。……

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