酸-氧化物纳米粒子合聚合物纳米复合材料的导热性和相变特性
Bülend Ortaç1, Saliha Mutlu1,2, Taylan Baskan3
1UNAM-National Nanotechnology Research Center and Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University, Ankara 06800, Turkey.
Polymers
|May 27, 2023
概括
开发了新的导热聚合物纳米复合材料,使用交联的聚乙烯基醇二甲基甲烯酸 (PS-PEG DM) 与化 (BN) 和氧化 (PbO) 纳米粒子进行交联,以提高散热和储存.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 开发用于高效的热管理的先进材料对于现代电子和能源系统至关重要.
- 换相材料 (PCM) 提供了热能储存的潜力,但通常需要提高导热性.
- 聚合物纳米复合材料为量身定制材料特性提供了一个多功能平台.
研究的目的:
- 合成和表征基于交联聚乙烯-乙烯糖二甲基酸盐 (PS-PEG DM) 共聚合物的新型导热相变材料 (PCM).
- 为了研究纳入化 (BN) 和氧化 (PbO) 纳米颗粒对PCM的热性能和相变行为的影响.
- 评估这些纳米复合材料在散热和储能方面的潜在应用.
主要方法:
- 合成PS-PEG DM共聚物及其随后的交联.
- 化 (BN) 和氧化 (PbO) 纳米颗粒的结合,形成纳米复合材料.
- 使用差分扫描热量计 (DSC) 进行相位过渡温度和度的表征.
- 热重力测量分析 (TGA) 用于评估热稳定性.
- 使用适当的技术测量导热率 (λ).
- 用于结构分析的X射线衍射 (XRD).
主要成果:
- 一种PS-PEG/BN/PbO PCM纳米复合材料实现了高热导率18.874W/mK,具有特定的纳米粒子组成 (BN 13重%,PbO 60.90重%,PS-PEG 26.10重%).
- DSC和TGA证实了开发材料的相变特性和热稳定性.
- XRD分析表明,PS-PEG共聚物的PEG成分对观察到的相位过渡有所贡献.
- 结晶分数 (Fc) 确定了不同的PS-PEG共聚物分子重量.
结论:
- 合成的PS-PEG/BN/PbO纳米复合材料具有出色的导热性,使其适合于各种电子和电气设备的有效散热.
- 由于这些材料的相变特性,这些材料在储能系统中显示出作为储热元件的潜力.
- 加入BN和PbO纳米粒子显著提高了基于PS-PEG的PCM的热性能.
