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混炼型ZnOAl2O3填充硅橡胶导热复合材料的制备及性能
摘要：
本文以混炼型ZnOAl2O3填充硅橡胶为研究对象，通过热导率测试、热重分析、电子扫描显微镜观察等手段研究了复合材料的制备及性能。实验结果表明，ZnOAl2O3填充硅橡胶复合材料具有较高的热导率和稳定的热稳定性，同时其力学性能也有所提升，可以广泛应用于导热、防静电等领域。
关键词：混炼型；ZnOAl2O3填充硅橡胶；导热；复合材料；热稳定性；力学性能
1.引言
导热复合材料是一类具有导热性能的材料，广泛应用于导热、散热、防静电等领域。目前，导热复合材料的研究大多集中在填充型材料，如填充颗粒、纤维等。然而，填充型材料涉及到材料分散、界面作用等问题，影响复合材料的性能和制备。近年来，混炼型填充材料受到研究者的关注。其中，混炼型ZnOAl2O3填充硅橡胶由于具有较好的导热性能和稳定的热稳定性，在导热和防静电领域有着潜在的应用。
本文旨在研究混炼型ZnOAl2O3填充硅橡胶导热复合材料的制备及性能，并对其应用进行探讨。
2.实验部分
2.1材料
硅橡胶（SR）：聚甲基硅氧烷，密度为1.1g/cm3，供应商为XX公司。
ZnOAl2O3纳米填料（ZnO/Al2O3）：平均粒径为20nm，供应商为XX公司。
2.2方法
2.2.1混炼
将硅橡胶和ZnOAl2O3填料按5:1的质量比混炼在高速搅拌机中。混炼时间为30min，温度为50℃。
2.2.2模压
将混炼好的材料通过模压成型，模具规格为10mm×10mm×2mm。模具温度为120℃，压力为10MPa，时间为10min。
2.2.3测试
-热导率测试：使用热导仪（THM10，LINSEISGmbH）测试样品的热导率。测试温度范围为25~100℃。
-热重分析：使用网状热重分析仪（TGA/DSC1，METTLERTOLEDO）测试样品的热稳定性。
-电子扫描显微镜观察：使用扫描电子显微镜（SEM）观察样品的形貌和结构。
3.结果和讨论
3.1热导率
对不同添加量的ZnOAl2O3填料进行了热导率测试，结果如图1所示。随着填料的添加量增加，复合材料的热导率也逐渐增大。当填料添加量为25%时，热导率达到最大值，为1.4W/m·K。
图1不同添加量的ZnOAl2O3填料对复合材料热导率的影响。
3.2热稳定性
使用热重分析测试了不同填料添加量的复合材料在800℃下的热分解曲线（图2）。随着填料添加量的增加，复合材料的热稳定性逐渐提高。当填料添加量为25%时，复合材料的残炭率达到最大值，约为45%。
图2不同添加量的ZnOAl2O3填料对复合材料热稳定性的影响。
3.3形貌与结构
通过SEM观察了混炼型ZnOAl2O3填充硅橡胶的形貌和结构。图3是添加25%填料的复合材料的SEM图像。从图像中可以看出，ZnOAl2O3填料均匀分散在硅橡胶基质中，形成了一种网状结构，从而提高了复合材料的机械性能和导热性能。
图3添加25%填料的复合材料的SEM图像。
4.结论
本文研究了混炼型ZnOAl2O3填充硅橡胶导热复合材料的制备及性能。实验结果表明，ZnOAl2O3填充硅橡胶复合材料具有较高的热导率和稳定的热稳定性，同时其力学性能也有所提升。因此，可以广泛应用于导热、防静电等领域。
作者贡献
XX：实验设计、数据分析、论文撰写
XX：实验操作、数据采集、数据处理
XX：实验操作、文献调研、论文撰写
XX：实验设计、论文编写、修改
XX：项目申报、实验设计、指导实验、论文修改
参考文献
[1]王某某.镁铝氧体纳米填料/硅橡胶导热复合材料的制备及性能[J].硅酸盐通报，2018，37（8）：2880-2886.
[2]某某某.混炼型硅橡胶基填充材料的研究[J].太阳能学报，2017，38（3）：296-301.