氮化硼/聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料（HBP-BNNS）

顆粒大小對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響

當(dāng)使用不同粒徑的h-BN片作為導(dǎo)熱填料時(shí),通常大粒徑微片對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)提高更大。分別選用橫向尺寸300nm,6um和20um的 h-BN片制備了硅橡膠復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)在含量40%(vol)時(shí),對(duì)應(yīng)的復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.851,0.945和1.101W/(m·K)。這是由于h-BN尺寸越小,相同含量下與基體之間的接觸界面越多﹐存在更多界面熱阻,容易造成聲子散射,不利于導(dǎo)熱性能提高。而將不同粒徑h-BN微片混合使用,有利于導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑,進(jìn)一步提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。當(dāng)微米級(jí)h-BN(1um)和納米級(jí)h-BN(70nm)質(zhì)量比為7∶3時(shí),復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)提高大,在30%(wt)填料含量時(shí)可達(dá)12W/(m·K),而單獨(dú)使用納米級(jí)或微米級(jí) h-BN時(shí),復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.4和0.5W/(m·K)。

界面改性對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響

填料與聚合物基體間的界面相互作用對(duì)復(fù)合材料性能有重大影響,對(duì)于導(dǎo)熱性能同樣如此。通常對(duì)h-BN進(jìn)行表面改性,增強(qiáng)與基體的界面作用,有利于改善其在基體中的分散﹐減小界面熱阻﹐從而提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。硅烷偶聯(lián)劑是常用的h-BN界面改性劑。分別使用丙酮、硝酸、硫酸和硅烷偶聯(lián)劑對(duì)h-BN顆粒進(jìn)行表面處理,結(jié)果顯示,硅烷偶聯(lián)劑表面改性后制備的環(huán)氧復(fù)合材料具有高的導(dǎo)熱系數(shù),在填料含量57%(vol)時(shí),復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)為10.3W/(m·K)。使用r氨丙基三乙氧基硅烷在BNNS表面引入了氨基,隨后接枝了超支化聚芳酰胺(HBP),獲得了共價(jià)改性的HBP-BNNS,如圖1a所示。將未改性的BNNS,非共價(jià)改性的ODA-BNNS和共價(jià)改性的 HBPBNNS與環(huán)氧樹脂混合制備復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn) HBP-BNNS在基體中的分散性**改善,復(fù)合材料的熱分解溫度﹑導(dǎo)熱系數(shù)﹑玻璃化溫度和彈性模量提高大。其中100℃時(shí),5%(wt)HBP-BNNS含量的復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)為0.329W/(m·K),而環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱系數(shù)為0.265W/( m·K),提高了約25%。這是由于HBP具有豐富的氨基,可與環(huán)氧樹脂基體發(fā)生反應(yīng)﹐從而具有界面相互作用。除了硅烷偶聯(lián)劑,在h-BN表面通過(guò)聚合反應(yīng)包覆聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)后與環(huán)氧樹脂復(fù)合,對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)也有提高。此外,我們課題組利用多巴胺在水/乙醇混合溶劑中室溫下成功改性了hBN微片,具體過(guò)程如圖1b所示。多巴胺在堿性條件下發(fā)生氧化自聚合生成聚多巴胺包覆在微片表面,從而達(dá)到改性目的。相比大部分已有的h-BN改性方法,這種方法更為綠色溫和。由于聚多巴胺含有豐富的酚羥基和氨基等極性基團(tuán),在水中和聚乙烯醇基體中的分散性得到**改善,減少了團(tuán)聚,改性后的微片制備的復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)明顯高于未改性微片制備的復(fù)合材料。

取向結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響

制備高導(dǎo)熱性能的復(fù)合材料,關(guān)鍵在于構(gòu)筑良好的導(dǎo)熱通路。由于h-BN具有**的各向異性,其面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)高于面外,而常規(guī)共混法制備的復(fù)合材料中, h-BN雜亂排列,往往無(wú)法充分利用其面內(nèi)高導(dǎo)熱性,導(dǎo)致復(fù)合材料導(dǎo)熱性能并不**理想。目前﹐研究人員已試圖利用各種方法使h-BN 在聚合物基體中取向,從而在取向方向上獲得高導(dǎo)熱系數(shù)。由于h-BN**的二維片狀結(jié)構(gòu)﹐因此沿水平方向(xy面)取向較為容易,目前已有多種方法可以實(shí)現(xiàn)。在異丙醇中超聲剝離獲得了厚度小于10nm的BNNS,與 PVA復(fù)合獲得了導(dǎo)熱復(fù)合薄膜。利用PVA的可拉伸性,通過(guò)拉伸使BNNS在基體中沿水平方向取向,從而**提高了復(fù)合膜的面內(nèi)導(dǎo)熱性能。當(dāng)BNNS含量為15%(vol)時(shí),經(jīng)3倍拉伸后復(fù)合膜面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)13W/(m·K)。利用雙輻軋機(jī)通過(guò)振蕩剪切作用制備了具有水平取向結(jié)構(gòu)的BNNS/橡膠彈性體復(fù)合膜。具有取向結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)明顯高于未取向的復(fù)合膜,并且其導(dǎo)熱系數(shù)可以通過(guò)拉伸進(jìn)一步提高。通過(guò)減壓抽濾方法獲得了仿貝殼結(jié)構(gòu)BNNS/PVA層狀復(fù)合膜﹐當(dāng)PVA含量為6%(wt)時(shí),復(fù)合膜面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)高值達(dá)到6.9W/(m·K)。對(duì) h-BN進(jìn)行表面改性后﹐利用刮涂法也可制備水平取向h-BN/PVA復(fù)合膜﹐在取向方向上獲得高導(dǎo)熱系數(shù)。

西安pg電子官方生物科技有限公司可以提供以下二維納米材料：Mxene、過(guò)渡金屬碳化物和氮化物（MXenes）、MAX相陶瓷材料、石墨烯、石墨炔、拓?fù)浣^緣體、過(guò)渡族金屬硫化物（TMDs）、六角氮化硼（h-BN）、磷烯、銻烯、鉍烯 智能黑磷水凝膠納米醫(yī)藥載體、鈣鈦礦二維材料、二硫化鉬（MoS2）、二硫化鎢（WS2）、黑磷納米材料、C3N4納米片、二維鍺烯量子點(diǎn)、酞菁納米片、卟啉納米片、碳納米管定制。

pg電子官方供應(yīng)定制產(chǎn)品：

不同粒徑氮化硼填充環(huán)氧樹脂/玻璃纖維絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料    

氮化硼球形納米粒子    

石英纖維表面氮化硼涂層    

氮化硼氧化鋯復(fù)合材料    

立方氮化硼聚晶材料    

氮化硼粒子增強(qiáng)氰酸酯樹脂基復(fù)合材料    

氣相沉積立方氮化硼薄膜    

鋯剛玉莫來(lái)石—氮化硼系復(fù)合材料    

控制自發(fā)成核生長(zhǎng)大顆粒立方氮化硼晶體    

纖鋅礦型氮化硼    

氮化硼基復(fù)合陶瓷    

氮化硼-硅橡膠復(fù)合導(dǎo)熱材料    

爆轟波直接合成致密相氮化硼    

氮化鋁-氮化硼復(fù)合陶瓷    

Ni-P-SiC包覆立方氮化硼    

Si3N4-Ni系結(jié)合劑聚晶立方氮化硼(PcBN)    

立方氮化硼表面鍍Ti（cBN）    

**氮化硼/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料    

氮化硼陶瓷纖維    

氮化硼包裹的立方氧化鋯納米顆粒    

氮化硼包裹的氧化鉿納米線    

六方氮化硼包裹鈷鎳合金材料    

六方氮化硼包裹納米銅顆粒    

氮化硼包裹石墨烯    

鋁-玻璃涂覆立方氮化硼    

立方氮化硼(cBN)表面包裹SiO2    

鈷/六方氮化硼復(fù)合核殼結(jié)構(gòu)    

Co/h-BN，Ni/h-BN，Cu/h-BN復(fù)合材料    

超薄殼層氮化硼納米空心球    

BNFe/環(huán)氧樹脂磁場(chǎng)取向復(fù)合材料    

剛石表面涂覆玻璃涂覆立方氮化硼鍍鈦復(fù)合結(jié)構(gòu)    

納米碳包裹氮化硼復(fù)合粉體    

石墨烯/氮化硼三維結(jié)構(gòu)協(xié)同增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料    

銅納米顆粒/六方氮化硼核殼結(jié)構(gòu)    

基于磨粒團(tuán)簇和石墨烯的多孔立方氮化硼    

氮化硼金屬納米復(fù)合材料    

聚丙烯/氮化硼導(dǎo)熱復(fù)合材料    

含氮化硼/多相變點(diǎn)微膠囊導(dǎo)熱硅脂    

聚苯乙烯/氮化硼絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料    

塞隆SiAlON/立方氮化硼cBN陶瓷復(fù)合材料    

鐵顆粒周期性填充的竹節(jié)狀氮化硼納米管    

納米氮化硼（BN）包覆的Al2O3復(fù)合粉    

銅納米線填充氮化硼納米管    

氮化硼修飾導(dǎo)熱復(fù)合材料和碳纖維氮化硼涂層    

六方氮化硼修飾石墨化氮化碳復(fù)合光催化劑    

六方氮化硼(h-BN)修飾玻碳電極(GCE-BN)    

聚多巴胺修飾六方氮化硼    

低維氮化硼納米材料    

氮化硼/聚酰亞胺薄膜    

貽貝仿生修飾氮化硼/石墨烯微片環(huán)氧導(dǎo)熱絕緣材料    

氮化硼接枝改性環(huán)氧丙烯酸樹脂絕緣材料    

六方氮化硼微約束丙烯酸酯膠乳納米復(fù)合材料    

垂直取向氮化硼/高聚物絕緣導(dǎo)熱材料    

超臨界CO2輔助功能化修飾氮化硼    

過(guò)渡金屬摻雜的扶手椅型氮化硼納米帶    

多巴胺修飾氮化硼    

改性氮化硼納米片    

納米金剛石修飾氮化硼高柔性高導(dǎo)熱復(fù)合薄膜    

高導(dǎo)熱聚多巴胺修飾氮化硼/聚酰亞胺復(fù)合材料(BN@PDA/PI)    

抗擊穿型環(huán)氧樹脂-氮化硼復(fù)合材料    

銀納米粒子修飾六方氮化硼/芳綸納米纖維導(dǎo)熱復(fù)合材料    

金屬鋁包覆立方氮化硼    

表兒茶素修飾氮化硼    

氯化銀修飾氮化硼復(fù)合光催化劑    

功能化納米片氮化硼/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料    

石墨相氮化硼納米圓片    

立方氮化硼粉體的表面改性修飾    

水溶性六方氮化硼納米片(BNNS)    

多巴胺修飾的氮化硼/環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料    

茶多酚修飾氮化硼納米片分散液    

zl 04.13