导热橡胶——六方氮化硼天然橡胶

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天然橡胶(NR)因其优异的综合性能被广泛应用于工农业、医疗业和日用品行业。然而天然橡胶的导热系数较低,造成了轮胎散热慢的难题,也限制了其在电子元器件方面的应用。本项目采用填充导热填料的手段来改善天然橡胶的导热性能,使用硅烷偶联剂KH-550和KH-570对h-BN改性得到h-BN-K,使用多巴胺、KH-550和KH-570共改性h-BN得到h-BN-PK,并将两种改性粒子加入到NR中,探究不同的填料网络和比例对天然橡胶导热性能的影响。结果显示,h-BN-K的改性效果弱于h-BN-PK,添加20 wt% h-BN-K后其在NR基体中出现团聚,影响了NR性能的提升。20 wt%的h-BN-PK/NR复合材料中h-BN-PK分散性和相容性好,PK4的拉伸强度和导热系数为30.6 MPa和0.335 W/(m·K),相较于纯NR(22.0 MPa和0.159 W/(m·K))分别升高了39.1%和110.7%。此外,h-BN的加入也在一定程度上改善了NR的热稳定性能。同时,将改性后的SiO2和Al2O3和多巴胺改性粒子h-BN-P加入到NR中,探究不同填料网络和比例对NR性能的影响。在h-BN/ SiO2/NR和h-BN/ Al2O3/NR复合材料中,随着h-BN-P含量的增加,SiO2或Al2O3逐渐减少,NR复合材料的最大扭矩MH、扭矩之差MH-ML和结合胶含量均逐渐升高,并且复合材料的热稳定性也随层状h-BN-P的增多而提升。在S系列复合材料中,S2复合材料的拉伸强度为30.1 MPa,为S系列的最大值,断裂伸长率为694 %;S5的导热系数为0.362 W/(m·K),相较于纯NR提高了127.7%。在A系列复合材料中,当h-BN-P与Al2O3-K的填充量均为15 phr时,A3复合材料的拉伸强度达最大值28.3 MPa,断裂伸长率为614%;A5的导热系数为0.416 W/(m·K),相较于纯NR提高了161.6%。