Os plásticos de alta condutividade térmica mostran talentos extraordinarios en indutores de transformadores, disipación de calor de compoñentes electrónicos, cables especiais, envases electrónicos, envases térmicos e outros campos polo seu bo rendemento de procesamento, baixo prezo e excelente condutividade térmica.Os plásticos de alta condutividade térmica con grafeno como recheo poden cumprir os requisitos de desenvolvemento de conxuntos de alta densidade e alta integración na industria de xestión térmica e electrónica.

Os plásticos termocondutores convencionais están cheos principalmente de partículas de recheo inorgánicos ou metálicos de alta condución térmica para encher uniformemente os materiais da matriz polimérica.Cando a cantidade de recheo alcanza un certo nivel, o recheo forma unha morfoloxía similar á cadea e á rede no sistema, é dicir, unha cadea de rede condutora térmicamente.Cando a dirección de orientación destas cadeas de malla condutora de calor é paralela á dirección do fluxo de calor, a condutividade térmica do sistema mellora moito.

Plásticos de alta condución térmica connanomaterial de carbono grafenocomo recheo pode cumprir os requisitos de desenvolvemento de montaxes de alta densidade e alta integración na industria de xestión térmica e electrónica.Por exemplo, a condutividade térmica da poliamida 6 pura (PA6) é de 0,338 W / (m · K), cando se enche cun 50% de alúmina, a condutividade térmica do composto é 1,57 veces a do PA6 puro;ao engadir o 25% do óxido de cinc modificado, a condutividade térmica do composto é tres veces maior que a do PA6 puro.Cando se engade a nanofolla de grafeno do 20%, a condutividade térmica do composto alcanza os 4,11 W/(m•K), que se incrementa en máis de 15 veces que o PA6 puro, o que demostra o enorme potencial do grafeno no campo da xestión térmica.

1. Preparación e condutividade térmica de compostos grafeno/polímero

A condutividade térmica dos compostos de grafeno/polímero é inseparable das condicións de procesamento no proceso de preparación.Diferentes métodos de preparación marcan a diferenza na dispersión, acción interfacial e estrutura espacial do recheo na matriz, e estes factores determinan a rixidez, resistencia, tenacidade e ductilidade do composto.Polo que respecta á investigación actual, para os compostos de grafeno/polímero, o grao de dispersión do grafeno e o grao de pelado das follas de grafeno pódese controlar controlando o cizallamento, a temperatura e os disolventes polares.

2. Factores que afectan o rendemento dos plásticos de alta condutividade térmica recheos de grafeno

2.1 Cantidade de adición de grafeno

No plástico de alta condutividade térmica cheo de grafeno, a medida que aumenta a cantidade de grafeno, a cadea de rede condutora térmica fórmase gradualmente no sistema, o que mellora moito a condutividade térmica do material composto.

Ao estudar a condutividade térmica dos compostos de grafeno baseados en resina epoxi (EP), descobre que a relación de recheo do grafeno (unhas 4 capas) pode aumentar a condutividade térmica do EP unhas 30 veces ata 6,44.W/(m•K), mentres que os recheos condutores térmicos tradicionais requiren un 70% (fracción de volume) do recheo para conseguir este efecto.

2.2 Número de capas de grafeno
Para o grafeno multicapa, o estudo sobre 1-10 capas de grafeno descubriu que cando o número de capas de grafeno aumentaba de 2 a 4, a condutividade térmica diminuíu de 2 800 W/(m•K) a 1300 W/(m•K). ).Polo tanto, a condutividade térmica do grafeno tende a diminuír co aumento do número de capas.

Isto débese a que o grafeno multicapa aglomerarase co tempo, o que fará que a condutividade térmica diminúa.Ao mesmo tempo, os defectos no grafeno e a desorde do bordo reducirán a condutividade térmica do grafeno.

2.3 Tipos de substrato
Os principais compoñentes dos plásticos de alta condutividade térmica inclúen materiais de matriz e recheos.O grafeno é a mellor opción para os recheos debido á súa excelente condutividade térmica. As diferentes composicións da matriz afectan á condutividade térmica.A poliamida (PA) ten boas propiedades mecánicas, resistencia á calor, resistencia ao desgaste, baixo coeficiente de fricción, certo retardo de chama, fácil procesamento, axeitado para a modificación do recheo, para mellorar o seu rendemento e ampliar o campo de aplicación.

O estudo descubriu que cando a fracción de volume do grafeno é do 5%, a condutividade térmica do composto é 4 veces maior que a do polímero común e cando a fracción de volume do grafeno aumenta ata o 40%, a condutividade térmica do composto. aumenta 20 veces..

2.4 Disposición e distribución do grafeno en matriz
Descubriuse que o apilado vertical direccional do grafeno pode mellorar a súa condutividade térmica.
Ademais, a distribución do recheo na matriz tamén afecta á condutividade térmica do composto.Cando o recheo está uniformemente disperso na matriz e forma unha cadea de rede condutora térmicamente, a condutividade térmica do composto mellora significativamente.

2.5 Resistencia da interface e forza de acoplamento da interface
En xeral, a compatibilidade interfacial entre as partículas de recheo inorgánico e a matriz de resina orgánica é pobre e as partículas de recheo aglómanse facilmente na matriz, o que dificulta a formación dunha dispersión uniforme.Ademais, a diferenza de tensión superficial entre as partículas de recheo inorgánico e a matriz dificulta que a superficie das partículas de recheo sexa mollada pola matriz de resina, o que orixina ocos na interface entre ambas, aumentando así a resistencia térmica interfacial. do composto de polímero.

3. Conclusión
Os plásticos de alta condutividade térmica cheos de grafeno teñen unha alta condutividade térmica e unha boa estabilidade térmica, e as súas perspectivas de desenvolvemento son moi amplas.Ademais da condutividade térmica, o grafeno ten outras excelentes propiedades, como alta resistencia, altas propiedades eléctricas e ópticas, e úsase amplamente en dispositivos móbiles, aeroespaciais e baterías de nova enerxía.

Hongwu Nano leva investigando e desenvolvendo nanomateriais desde 2002, e baseándose na experiencia madurada e na tecnoloxía avanzada, orientada ao mercado, Hongwu Nano ofrece servizos profesionais personalizados diversificados para ofrecer aos usuarios diferentes solucións profesionais para aplicacións prácticas máis eficientes.