環氧樹脂/碳纖維/BN導熱復合材料制備及研究

齊海元，齊暑華，曹 鵬，李美玲

（西北工業大學 理學院 應用化學系，陜西 西安 710072）

環氧樹脂/碳纖維/BN導熱復合材料制備及研究

齊海元，齊暑華，曹 鵬，李美玲

（西北工業大學 理學院 應用化學系，陜西 西安 710072）

采用高溫模壓成型法制備環氧樹脂/碳纖/BN導熱復合材料。探討了BN用量對復合材料導熱性能和力學性能的影響。結果表明，當BN用量為6%(wt)時，復合材料的彎曲強度和剪切強度較佳，BN用量對復合材料的沖擊強度影響不大；導熱性能隨BN用量的增加而增加，當BN用量為20%(wt)時，導熱系數為0.8438W/m·K。

環氧樹脂；氮化硼；碳纖；導熱

Abstract:The epoxy/carbon fiber/boron nitride thermal conductive composites were prepared by compression mould method at high temperature.The effect of BN content on the thermal and mechanical properties of composite materials was investigated.The results showed that the flexure and the shear strength of the composites were optimal with 6%mass fraction of BN.The effect of BN content on impact strength was neglected.The thermal conductivity of the composites were improved with the increasing mass fraction of BN,and the thermal conductivity coefficient λ reached 0.8438W/(m·K)when the mass fraction of BN was 20%.

Key words:Epoxy resin;boron nitride;carbon fiber;thermal conductivity

前 言

復合材料是由基體材料和增強材料復合而成的多相體系固體材料，能夠充分發揮各組分的特點和潛能。通過合理匹配及協同作用，可呈現出單一材料所不具備的優異性能。環氧樹脂（EP）自身具有優異的粘接性、力學性能、電絕緣性、化學穩定性以及收縮率低、成型加工容易、應力傳遞性較好、成本低廉等優點[1～2]。但是純環氧的導熱性、力學性能均較差，限制了其大范圍的使用。為了提高環氧的導熱性，一般填充導熱性較高填料。碳纖維增強環氧復合材料具有高的導熱性、比強度、比模量和耐腐蝕性能，它還具有密度小，熱膨脹系數小等特點，被廣泛運用于航空、航天領域[3]。

實驗選取聚砜改性的環氧樹脂為基體，選用KH-550處理的微納米BN填料[4]對環氧/碳纖復合材料進行填充改性，高溫模壓成型制備環氧樹脂/碳纖/BN復合材料，探討了BN用量對復合材料力學性能和導熱性能的影響。……