随着科学技术的快速发展,在特定的场合,对传统的高分子材料的导热性能提出了更高的要求。环氧树脂是热固性树脂中使用最为广泛的基体材料之一,力学性能优异并且加工性能良好,对环氧树脂及其复合材料的导热性能进行改进具有重要的意义。 本文利用凝胶板法,对于环氧树脂在不同固化剂用量下的凝胶时间进行了测定,分析了树脂的凝胶时间的影响因素。采用DSC对树脂进行了差热分析,利用Kissinger法和Flory法分别计算出了树脂体系的活化能为:65.4kJ/mol和65.80kJ/mol。Kissinger法对反应机理分析得出树脂固化反应级数为1.86。对不同温度下的凝胶时间进行分析,确定出制定出树脂的固化工艺为:70℃预固化1小时,80℃固化4小时,然后随模具或烘箱自然冷却。 另外,根据非稳态法测定热导率的方法,自制了一套热导率测试装置,为本研究的开展提供了方便。在此基础上,制备了环氧树脂和导热填料的复合体系浇注体,对其进行导热测试和分析以后发现:随着填料添加量的增加导热性能提高,并且有突变现象:在相同的添加量下,导热性能依次是碳化硅/环氧>石墨/环氧>氧化铝/环氧,用导热“网络”模型分析了原因。 本文创新性的将导热填料和纤维布增强树脂基复合材料复配,对其进行了导热性分析,发现:随着填料含量的增加,导热性能也增加,但是在填料添加范围内没有出现突变的情况,然后从内部导热机理进行了分析,填料是晶体类型,导热时依靠的是声子,导热快;环氧基体是非晶型材料,导热时主要依靠的内部原子的热振动,导热慢;在研究的添加量范围内,填料为基体所包覆,所以导热性能和基体有很大关系,综合导热性能低。 同时,对浇注体和复合材料进行了力学性能分析,发现随着填料的加入,力学性能下降,填料的加入破坏了材料内部的一致性,填料和树脂之间的结合不够紧密,另外也破坏了树脂和纤维之间的界面。