Els plàstics d’alta conductivitat tèrmica mostren talents extraordinaris en els inductors de transformadors, la dissipació de calor de components electrònics, cables especials, envasos electrònics, potting tèrmic i altres camps per al seu bon rendiment de processament, baix preu i una excel·lent conductivitat tèrmica. Els plàstics d’alta conductivitat tèrmica amb grafè com a farciment poden complir els requisits d’un desenvolupament d’alta densitat i de muntatge d’alta integració en la indústria de la gestió tèrmica i l’electrònica.

Els plàstics conductors tèrmics convencionals s’omplen principalment de partícules de metall o de farciment inorgànics de gran calor per omplir uniformement els materials de la matriu de polímer. Quan la quantitat de farciment arriba a un nivell determinat, el farcit forma una morfologia similar a la cadena i la xarxa en el sistema, és a dir, una cadena de xarxa tèrmicament conductora. Quan la direcció d’orientació d’aquestes cadenes de malla conductora de calor és paral·lela a la direcció del flux de calor, la conductivitat tèrmica del sistema es millora molt.

Plàstics conductors tèrmics elevats ambgrafè nanomaterial de carboniCom que el farcit pot complir els requisits de desenvolupament de muntatge d’alta densitat i alta integració a la indústria de la gestió tèrmica i l’electrònica. Per exemple, la conductivitat tèrmica de la poliamida pura 6 (PA6) és de 0,338 W / (M · K), quan s’omple amb un 50% d’alúmina, la conductivitat tèrmica del compost és 1,57 vegades la de PA6 pur; En afegir un 25% l’òxid de zinc modificat, la conductivitat tèrmica del compost és tres vegades superior a la de PA6 pur. Quan s’afegeix el nanosheet de grafè del 20%, la conductivitat tèrmica del compost arriba a 4,11 W/(M • K), que s’incrementa en més de 15 vegades que PA6 pur, cosa que demostra l’enorme potencial del grafè en el camp de la gestió tèrmica.

1. Preparació i conductivitat tèrmica dels compostos de grafè/polímer

La conductivitat tèrmica dels compostos de grafè/polímer és inseparable a partir de les condicions de processament en el procés de preparació. Diferents mètodes de preparació marquen la diferència en la dispersió, l’acció interfacial i l’estructura espacial del farcit a la matriu, i aquests factors determinen la rigidesa, la força, la duresa i la ductilitat del compost. Pel que fa a la investigació actual, per als compostos de grafè/polímer, el grau de dispersió del grafè i el grau de pelat de les làmines de grafè es pot controlar controlant els dissolvents de cisalla, temperatura i solvents polars.

2. Els factors que afecten el rendiment de plàstics de conductivitat tèrmica plenes de grafè

2.1 Addició de grafè

En l’alta conductivitat tèrmica plàstic plena de grafè, a mesura que augmenta la quantitat de grafè, la cadena de xarxa conductora tèrmica es forma gradualment al sistema, que millora considerablement la conductivitat tèrmica del material compost.

Estudiant la conductivitat tèrmica dels compostos de grafè basats en resina epoxi (EP), es troba que la proporció de farciment del grafè (unes 4 capes) pot augmentar la conductivitat tèrmica de EP en unes 30 vegades fins a 6,44. W/(m • k), mentre que els farcits conductors tèrmics tradicionals requereixen un 70% (fracció de volum) del farcit per aconseguir aquest efecte.

2.2 Nombre de capes de grafè
Per al grafè multicapa, l'estudi sobre 1-10 capes de grafè va trobar que quan el nombre de capes de grafè va augmentar de 2 a 4, la conductivitat tèrmica va disminuir de 2 800 W/(m • k) a 1300 p/(m • k). Es dedueix que la conductivitat tèrmica del grafè tendeix a disminuir amb l’augment del nombre de capes.

Això es deu al fet que el grafè multicapa s’aglomerarà amb el temps, cosa que farà que la conductivitat tèrmica disminueixi. Al mateix temps, els defectes del grafè i el trastorn de la vora reduiran la conductivitat tèrmica del grafè.

2.3 Tipus de substrat
Els components principals dels plàstics d’alta conductivitat tèrmica inclouen materials i càrregues de matrius. El grafè és la millor opció per als càrregues a causa de la seva excel·lent conductivitat tèrmica. Les composicions de matriu diferenciades afecten la conductivitat tèrmica. La poliamida (PA) té bones propietats mecàniques, resistència a la calor, resistència al desgast, coeficient de fricció de baixa, certa retard de flama, fàcil processament, adequat per a la modificació d’ompliment, per millorar el seu rendiment i ampliar el camp d’aplicació.

L’estudi va trobar que quan la fracció de volum de grafè és del 5%, la conductivitat tèrmica del compost és 4 vegades superior a la del polímer ordinari i quan la fracció de volum de grafè s’incrementa fins al 40%, la conductivitat tèrmica del compost augmenta 20 vegades. .

2.4 Arranjament i distribució del grafè a la matriu
S’ha trobat que l’apilament vertical direccional del grafè pot millorar la seva conductivitat tèrmica.
A més, la distribució del farcit a la matriu també afecta la conductivitat tèrmica del compost. Quan el farcit es dispersa uniformement a la matriu i forma una cadena de xarxa conductora tèrmicament, la conductivitat tèrmica del compost es millora significativament.

2.5 Resistència a la interfície i resistència a l'acoblament de la interfície
En general, la compatibilitat interfacial entre les partícules de farciment inorgànic i la matriu de resina orgànica és pobra i les partícules de farciment es poden aglomerades fàcilment a la matriu, cosa que dificulta la formació de dispersió uniforme. A més, la diferència de tensió superficial entre les partícules de farciment inorgànica i la matriu dificulta que la superfície de les partícules de farciment es mulli per la matriu de resina, donant lloc a buits a la interfície entre tots dos, augmentant així la resistència tèrmica interfacial del compost compost.

3. Conclusió
Els plàstics d’alta conductivitat tèrmica plens de grafè tenen una alta conductivitat tèrmica i una bona estabilitat tèrmica, i les seves perspectives de desenvolupament són molt àmplies. A més de la conductivitat tèrmica, el grafè té altres propietats excel·lents, com ara alta resistència, altes propietats elèctriques i òptiques, i s’utilitza àmpliament en dispositius mòbils, aeroespacial i noves bateries energètiques.

Hongwu Nano ha estat investigant i desenvolupant nanomaterials des del 2002 i basat en experiència madura i tecnologia avançada, orientada al mercat, Hongwu Nano ofereix serveis personalitzats professionals diversificats per proporcionar als usuaris diferents solucions professionals per a aplicacions pràctiques més eficients.