分子级接口工程和添加剂诱导的结晶性调整,用于高性能热导电聚合物复合材料

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:

• 提高聚合物复合材料的导热性对于先进的应用至关重要.
• 聚合物矩阵和纳米填充剂之间的弱界面相互作用 (例如,六边形化 (BN),膨胀石墨 (EG)) 限制了热性能.
• 在分子层面有效的接口工程是克服这些局限性的关键.

研究的目的:

• 设计和合成一种基于四亚富的新型反应性介质素 (TRM),以提高聚合物复合材料的导热性.
• 研究TRM与常见的纳米填充剂 (BN,EG) 之间的分子级界面相互作用.
• 通过优化接口工程来证明导热率的显著改善.

主要方法:

• 一种基于四亚富烯的反应性中原体 (TRM) 的合成.
• 用六角化 (BN) 和扩展石墨 (EG) 制造基于TRM的聚合物复合材料.
• 系统的实验分析:光物理,热力学,结构.
• 计算分析以支持实验发现.

主要成果:

• 合成的TRM表现出高的内在导热性和与BN和EG的极好的界面亲和力.
• 基于TRM的聚合物复合材料显示了显著增强的导热性.
• 增强的接口声传输被确定为改善导热性的主要机制.
• 实验结果被理论解释证实.

结论:

• 在分子层面的接口工程对于最大限度地提高聚合物复合材料的热性能至关重要.
• 开发的TRM有效地弥合了聚合物矩阵和纳米填充剂之间的接口,显著提高了导热性.
• 这项研究为高性能导热聚合物复合材料提供了一个新的分子设计策略.