微的纳米复合材料薄膜增强运输性能:石墨纳米板块填充的线性低密度聚乙烯
Sagar V Kanhere1, Özgün Güzdemir1, Amod A Ogale1
1Center for Advanced Engineering Films and Fibers (CAEFF), Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Clemson University, Clemson, SC 29634, USA.
Polymers
|November 25, 2023
概括
这项研究开发了用微细纹理石墨纳米板块 (GNP) 填充的LLDPE薄膜,以改善电子产品的散热和静电放电. 增强型薄膜为保护性封装材料提供了卓越的热电性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物工程 聚合物工程
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 由于重量轻的特性,聚合物正在取代电子产品中的金属,但由于热导率差和静电消散而受到影响.
- 微型电子电路产生大量的热量,需要对静电放电 (ESD) 进行保护.
- 增强的散热和ESD特性对于先进的汽车和航空航天电子元件至关重要.
研究的目的:
- 开发一种具有成本效益的方法来改善聚合物薄膜的热和电性能.
- 研究使用石墨纳米板块 (GNP) 和微纹理来提高散热和ESD性能.
- 创建先进的聚合物复合膜,适用于保护敏感电子电路.
主要方法:
- 使用连续挤出工艺创建微膜,将石墨纳米板块 (GNP) 纳入线性低密度聚乙烯 (LLDPE).
- 将30体积%的GNP纳入LLDPE薄膜,以创建微纹理的表面,显著增加散热面积.
- 通过厚度测量复合膜的导热率和导电率 (表面和体积).
主要成果:
- 成功生产了微GNP-LLDPE薄膜,其散热面积增加了51±10%.
- 与纯LLDPE相比,对于30%体积的GNP-LLDPE,通过厚度的导热率提高了200% (1.3W/m·K).
- 电导率增加了8个数量级,静电衰变时间减少到0.01秒,符合军事标准.
结论:
- 微细纹理的GNP-LLDPE薄膜在导热性和静电放电能力上都提供了显著的增强.
- 这些先进的复合材料薄膜提供了一种独特的特性组合,这些特性对于电子封装材料的热管理和保护至关重要.
- 开发的材料是汽车和航空航天行业要求高性能聚合物解决方案的苛刻应用的有希望的解决方案.
