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在工业生产和能源回收过程中,耐腐蚀换热设备的应用非常普遍。耐腐蚀性强同时具有良好导热性能和机械性能的材料,对于开发耐腐蚀换热设备以满足石油化工行业的需求具有重要意义。 论文以聚偏氟乙烯(PVDF)树脂为基体,以鳞片石墨为填料,碳纤维为增强材料,采用熔融混炼方法制备聚偏氟乙烯导热复合材料,其导热系数达12.43W/(m·k),拉伸强度55MPa,冲击强度27MPa;以石墨粉为填料,碳纤维布为增强材料,采用溶液包覆法制备聚偏氟乙烯导热复合材料,其导热系数达29W/(m·k),弯曲强度44MPa,冲击强度21MPa。借助于扫描电子显微镜对不同填料在基体中的分散效果与形貌特征进行表征,探讨了混炼过程、工艺配方和填料表面处理对其在基体中分散效果的影响;利用差示扫描量热仪和X射线衍射分析仪表征复合材料的结晶行为,探讨填料种类、填充量对复合材料中聚偏氟乙烯基体结晶行为的影响。 研究结果表明,不同目数鳞片石墨的复配,由于不同鳞片尺寸的填料相互之间的协同效应导致复合材料内填料堆砌紧密度增加,降低体系中填料间的孔隙率,有利于导热网络的形成;混沌混合过程对提高填料在聚偏氟乙烯基体中的分散、分布有着重要的影响,进而促进树脂基体对填料的包覆和复合体系中各相之间的界面结合;鳞片石墨以及碳纤维对聚偏氟乙烯有异相成核的作用,促进复合材料中聚偏氟乙烯的结晶温度(Tc)升高;石墨粉/聚偏氟乙烯复合材料中添加三维编织结构的碳纤维布能够在保证材料较好导热性能的前提下显著提高复合材料的综合机械性能。