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导热塑料填料高导热系数材料_东超导热填料
文章出处:产品百科
责任编辑:东莞东超新材料科技有限公司
发表时间:2023-03-03
高分子材料多数为绝热材料,仅靠分子结构本身进行改性来提高导热性难度非常大,高导热填料进行填充改性,如氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅等。复合后的材料导热性由高分子本身和高导热填料共同决定,导热填料的导热系数、形状、粒径、用量等因素都会对最终产品的导热性能造成影响。另外,导热填料和基体界面间的相容性较差,填料易在基体中发生团聚,致使分散不均匀,二者的表面张力也存在差异,会使界面间存在气孔,增加材料热阻,因此,需对导热填料表面进行改性。
为了研究热压过程对导热填料分布的影响,对环氧树脂复合材料的断面进行了SEM拍摄。 FEP是脆性断裂, 而添加了导热填料后的环氧树脂复合材料的断面则相对粗糙, 有很多坑洼处。 没有经过热压的FEP/GBN 5样品的断面,,断面中有许多片状结构和孔洞, 说明导热填料和环氧树脂的结合并不紧密,导致环氧树脂与导热填料之间的界面热阻较大,阻碍了导热介质的传播,在界面处有较大的散射。经过热压后的FEP/GBN 5样品的断面中,几乎不存在孔洞,环氧树脂和导热填料之间的结合更加紧密,说明使用热压的加工方式可以促进环氧树脂对导热填料的浸润,在基体内部形成更完整的导热网络, 降低界面热阻, 提升复合材料的导热能力。
其导热系数随着导热填料GBN添加量的增加而增加,但是提升的幅度并不大,当添加量为5%时,导热系数为0.593 W/(m K),提升了173.3%. 一方面是因为导热填料添加量较低,导热填料之间不能相互接触,存在大量的空隙,不能形成完整的导热网络,另一方面可能是由于GBN与环氧树脂之间的界面热阻较大,固化过程中,环氧树脂没有完全浸润导热填料,限制了导热系数的提升。当采用热压的加工方式进行制备时,在低添加量下(1%和2%),环氧树脂复合材料的导热系数与未热压的样品相差不大,而随着添加量的进一步提升,经过热压的样品导热系数则提升更大,FEP/GBN 5热压后样品的导热系数达到了0.931 W/(m K),相比于纯环氧树脂提升了329.0%。在较低添加量下,导热填料在基体中的分布较为均匀,虽然使用热压的方式进行加工,由于导热网络不完整,也很难进一步提升导热能力。而当添加量进一步提升时,在热压的过程中,导热填料会随着聚合物熔体进行流动形成取向结构,提升传热效率。此外, 在压力的作用下,环氧树脂还可以进一步与导热填料相互接触,提升环氧树脂与导热填料之间的浸润程度, 从而减小界面热阻, 弱化在界面上的散射, 提升导热能力。
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