Korkeat lämmönjohtavuusmuovit osoittavat poikkeuksellisia kykyjä muuntajan induktoreilla, elektronisen komponentin lämmön hajoamisessa, erityiskaapeleissa, elektronisissa pakkauksissa, lämmönpoistoissa ja muissa kentissä heidän hyvään prosessoinnin suorituskykyyn, alhaiseen hintaan ja erinomaiseen lämmönjohtavuuteen. Korkea lämmönjohtavuus muovit, joilla on grafeeni täyteaineena, voivat täyttää korkean tiheyden ja korkean integraation kokoonpanon kehityksen vaatimukset lämpöhallinnassa ja elektroniikkateollisuudessa.

Tavanomaiset lämmönjohtavat muovit täytetään pääasiassa korkealla lämmönjohtavilla metallilla tai epäorgaanisilla täyteainekiukkasilla polymeerimatriisimateriaalien tasaisesti. Kun täyteaineen määrä saavuttaa tietyn tason, täyteaine muodostaa järjestelmässä ketjun kaltaisen ja verkon kaltaisen morfologian, ts. Lämpöjohtavan verkkoketjun. Kun näiden lämmönjohtavien verkkoketjujen suuntasuunta on yhdensuuntainen lämmön virtaussuunnan kanssa, järjestelmän lämmönjohtavuus paranee huomattavasti.

Korkea lämmönjohtavia muovejahiilen nanomateriaali grafeeniKoska täyteaine voi täyttää korkean tiheyden ja korkean integraatiokokoonpanon kehityksen vaatimukset lämmönhallinta- ja elektroniikkateollisuudessa. Esimerkiksi puhtaan polyamidin 6 (PA6) lämmönjohtavuus on 0,338 W / (M · K), kun se on täytetty 50% alumiinioksidilla, komposiitin lämmönjohtavuus on 1,57 kertaa puhtaan PA6: n päässä; Kun lisäät 25% modifioitua sinkkioksidia, komposiitin lämmönjohtavuus on kolme kertaa korkeampi kuin puhtaan PA6: n. Kun lisätään 20% grafeenin nanosheittiä, komposiitin lämmönjohtavuus saavuttaa 4,11 W/(M • K), jota lisääntyy yli 15 kertaa kuin puhdas PA6, mikä osoittaa grafeenin valtavan potentiaalin lämpöhallinnan alalla.

1. Grafeeni/polymeerikomposiitien valmistus ja lämmönjohtavuus

Grafeeni/polymeerikomposiittien lämmönjohtavuus on erottamaton valmistusprosessin prosessointiolosuhteista. Erilaiset valmistusmenetelmät vaikuttavat matriisin täyteaineen dispersioon, rajapintatoimenpiteisiin ja alueelliseen rakenteeseen, ja nämä tekijät määrittävät komposiitin jäykkyyden, lujuuden, sitkeyden ja ulottuvuuden. Nykyisen tutkimuksen osalta grafeeni/polymeerikomposiiteille grafeenin dispersioastetta ja grafeenilevyjen kuorintaastetta voidaan hallita säätelemällä leikkaus-, lämpötila- ja polaarisia liuottimia.

2.

2.1 Grafeenin lisäysmäärä

Grafeenilla täytetyssä korkeassa lämmönjohtavuuden muovissa, kun grafeenin määrä kasvaa, järjestelmään muodostuu vähitellen lämpöjohtavaa verkkoketjua, mikä parantaa huomattavasti komposiittimateriaalin lämmönjohtavuutta.

Tutkimalla epoksihartsin (EP) grafeenikomposiittien lämmönjohtavuutta, havaitaan, että grafeenin (noin 4 kerrosta) täyttösuhde voi lisätä EP: n lämmönjohtavuutta noin 30 kertaa 6,44: een. W/(m • k), kun taas perinteiset lämmönjohtavat täyteaineet vaativat täyteaineen 70% (tilavuusosuus) tämän vaikutuksen saavuttamiseksi.

2.2 Grafeenikerrosten lukumäärä
Monikerroksisten grafeenien osalta 1-10 grafeenikerroksen tutkimuksessa havaittiin, että kun grafeenikerrosten lukumäärä kasvoi 2: sta 4: een, lämmönjohtavuus laski 2 800 W/(M • K) 1300 W/(M • K). Tästä seuraa, että grafeenin lämmönjohtavuus pyrkii vähentymään kerrosten lukumäärän lisääntyessä.

Tämä johtuu siitä, että monikerroksinen grafeeni agglomeroituu ajan myötä, mikä aiheuttaa lämmönjohtavuuden vähentymisen. Samanaikaisesti grafeenin ja reunan häiriöiden viat vähentävät grafeenin lämmönjohtavuutta.

2.3 Substraattityypit
Korkean lämmönjohtavuusmuovien pääkomponentit sisältävät matriisimateriaalit ja täyteaineet. Grafeeni on paras valinta täyteaineille sen erinomaisen lämmönjohtavuuden vuoksi. Erityiset matriisikoostumukset vaikuttavat lämmönjohtavuuteen. Polyamidilla (PA) on hyvät mekaaniset ominaisuudet, lämmönkestävyys, kulutuskestävyys, matala kitkakerroin, tietty liekinesto, helppo käsittely, joka soveltuu muuttamiseen, sen suorituskyvyn parantamiseksi ja sovelluskentän laajentamiseksi.

Tutkimuksessa havaittiin, että kun grafeenin tilavuusosuus on 5%, komposiitin lämmönjohtavuus on 4 kertaa korkeampi kuin tavallisen polymeerin ja kun grafeenin tilavuusosuus nostetaan 40%: iin, komposiitin lämmönjohtavuus kasvaa 20 kertaa. .

2.4 Grafeenin järjestely ja jakautuminen matriisiin
On havaittu, että grafeenin suuntainen pystysuuntainen pinoaminen voi parantaa sen lämmönjohtavuutta.
Lisäksi täyteaineen jakautuminen matriisiin vaikuttaa myös komposiitin lämmönjohtavuuteen. Kun täyteaine on dispergoitu tasaisesti matriisiin ja muodostaa lämpöjohtavan verkkoketjun, komposiitin lämmönjohtavuus paranee merkittävästi.

2.5 Liitäntävastus ja rajapinnan kytkentälujuus
Yleensä epäorgaanisten täyteainehiukkasten ja orgaanisen hartsimatriisin välinen rajapinnan yhteensopivuus on heikko, ja täyteainehiukkaset agglomeroivat helposti matriisissa, mikä vaikeuttaa tasaisen dispersion muodostamista. Lisäksi epäorgaanisten täyteainehiukkasten ja matriisin välisen pintajännityksen ero vaikeuttaa hartsimatriisin täyteainepartikkelien pinnan, mikä johtaa tyhjiin rajapinnalla näiden kahden välillä, mikä lisää polymeerikomposiitin rajapinnan lämpövastusta.

3. Johtopäätös
Grafeenilla täytetyillä korkealla lämmönjohtavuusmuovilla on korkea lämmönjohtavuus ja hyvä lämpöstabiilisuus, ja niiden kehitysnäkymät ovat erittäin laajat. Lämpöjohtavuuden lisäksi grafeenilla on muita erinomaisia ​​ominaisuuksia, kuten korkea lujuus, korkeat sähkö- ja optiset ominaisuudet, ja sitä käytetään laajasti mobiililaitteissa, ilmailu- ja uusissa energiaparistoissa.

Hongwu Nano on tutkinut ja kehittänyt nanomateriaaleja vuodesta 2002, ja Hongwu Nano tarjoaa kypsytettyyn kokemukseen ja edistyneeseen tekniikkaan, Hongwu Nano tarjoaa monipuolisia ammatillisia räätälöityjä palveluita tarjotakseen käyttäjille erilaisia ​​ammatillisia ratkaisuja tehokkaampiin käytännön sovelluksiin.