氧化石墨烯/苯甲酸鈉復合成核劑協(xié)同改性PA6納米復合材料的性能

電子元器件的小型化和高集成化,不僅要求材料具有高強度和高韌性,還須具有優(yōu)異的熱擴散和熱管理性能 目前使用的金屬或陶瓷材料雖然散熱性能良好,但是成本較高、韌性差且加工成型困難 與傳統的金屬和陶瓷材料相比,聚合物基納米復合材料具有顯著(zhù)的優(yōu)勢 尼龍6(PA6)[-HN-(CH2)5-CO-]n是一種重要的熱塑性工程高分子材料,具有優(yōu)異的強度、韌性和低溫穩定性,在包裝材料、航空航天、汽車(chē)及各種電子元器件等領(lǐng)域得到了廣泛的應用[1] 但是, PA6的導熱系數極低,限制了其在電子電器領(lǐng)域的應用 因此,開(kāi)發(fā)具有優(yōu)異力學(xué)性能和導熱性能的PA6納米復合材料極為迫切 PA6的結晶速率低、結晶形態(tài)和尺寸難以控制,且其產(chǎn)品尺寸的穩定性較低 加入成核劑,可提高PA6的結晶速率 與均相成核相比,異相成核在高分子工業(yè)中的應用最為廣泛[2~5] 在PA6中引入成核劑,可提高PA6的性能[6] 目前,無(wú)機成核劑、有機成核劑和復合成核劑已經(jīng)用于PA6的加工 無(wú)機成核劑,包括粘土類(lèi)(如：蒙脫石[7]、高嶺土[8]和滑石[9])、無(wú)機氧化物類(lèi)(如：納米SiO2[10]、ZnO晶須[11]、BN[12])、碳納米材料類(lèi)(如碳納米管[13])和無(wú)機鹽類(lèi)(如Ca3(Si3O9)[14]) 無(wú)機成核劑的成本較低,但是與PA6的相容性差,難以在PA6基體中均勻分散而使成核效率較低 有機成核劑,包括聚碳酸酯[15]、聚芳砜[16]、碳纖維[17] 有機成核劑與PA6的相容性較好,但是價(jià)格較高 將無(wú)機成核劑與有機成核劑復配制備的復合成核劑(如：滑石粉/GF)[18]、MgO/g-C3N4[19]),具有優(yōu)異的協(xié)同效應 Kodal等[20]以滑石粉/硅灰石為復合成核劑制備了PA6/滑石粉/硅灰石復合材料,與純PA6相比其熔體粘度、力學(xué)性能和熱變形溫度都明顯提高 Zhang等[21]分別以玻璃纖維-多壁碳納米管(GF-MWNTs)和玻璃纖維-多壁碳納米管(GF-MWNTs)為復合成核劑制備了PA6/GF-SiO2和PA6/GF-MWNTs復合材料,其結晶溫度和力學(xué)性能都有所提高 郭等[22]用海泡石和苯甲酸鈉復合成核劑對PA6進(jìn)行改性,發(fā)現這種復合成核劑對PA6的性能有顯著(zhù)的影響 在PA6中引入碳納米管[23~26]和石墨烯[27~31]等納米碳材料,可制備出力學(xué)和熱性能優(yōu)異的PA6基納米復合材料 作為石墨烯的衍生物