Plastik kekonduksian haba yang tinggi menunjukkan bakat luar biasa dalam induktor pengubah, pelesapan haba komponen elektronik, kabel khas, pembungkusan elektronik, pasu terma dan medan lain untuk prestasi pemprosesan yang baik, harga rendah dan kekonduksian terma yang sangat baik.Plastik kekonduksian haba yang tinggi dengan graphene sebagai pengisi boleh memenuhi keperluan pembangunan pemasangan integrasi ketumpatan tinggi dan tinggi dalam pengurusan haba dan industri elektronik.

Plastik konduktif terma konvensional terutamanya diisi dengan logam pengalir haba tinggi atau zarah pengisi tak organik untuk mengisi bahan matriks polimer secara seragam.Apabila jumlah pengisi mencapai tahap tertentu, pengisi membentuk morfologi seperti rantai dan rangkaian dalam sistem, iaitu rantai rangkaian konduktif haba.Apabila arah orientasi rantai mesh konduktif haba ini selari dengan arah aliran haba, kekonduksian terma sistem bertambah baik.

Plastik konduktif terma tinggi dengangraphene bahan nano karbonsebagai pengisi boleh memenuhi keperluan pembangunan pemasangan kepadatan tinggi dan integrasi tinggi dalam pengurusan haba dan industri elektronik.Sebagai contoh, kekonduksian terma poliamida tulen 6 (PA6) ialah 0.338 W / (m · K), apabila diisi dengan 50% alumina, kekonduksian terma komposit ialah 1.57 kali ganda daripada PA6 tulen;apabila menambah 25% zink oksida yang diubah suai, kekonduksian terma komposit adalah tiga kali lebih tinggi daripada PA6 tulen.Apabila helaian nano graphene 20% ditambah, kekonduksian terma komposit mencapai 4.11 W/(m•K), yang meningkat lebih 15 kali ganda daripada PA6 tulen, yang menunjukkan potensi besar graphene dalam bidang pengurusan haba.

1. Penyediaan dan kekonduksian terma bagi komposit grafena/polimer

Kekonduksian terma komposit graphene/polimer tidak dapat dipisahkan daripada keadaan pemprosesan dalam proses penyediaan.Kaedah penyediaan yang berbeza membuat perbezaan dalam penyebaran, tindakan antara muka dan struktur ruang pengisi dalam matriks, dan faktor-faktor ini menentukan kekakuan, kekuatan, keliatan dan kemuluran komposit.Setakat penyelidikan semasa, untuk komposit graphene/polimer, tahap penyebaran graphene dan tahap pengelupasan kepingan graphene boleh dikawal dengan mengawal ricih, suhu dan pelarut polar.

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi prestasi graphene diisi plastik kekonduksian terma tinggi

2.1 Jumlah penambahan Graphene

Dalam plastik kekonduksian terma tinggi yang diisi dengan graphene, apabila jumlah graphene meningkat, rantai rangkaian konduktif terma terbentuk secara beransur-ansur dalam sistem, yang meningkatkan kekonduksian terma bahan komposit.

Dengan mengkaji kekonduksian terma bagi komposit graphene berasaskan resin epoksi (EP), didapati nisbah isian graphene (kira-kira 4 lapisan) boleh meningkatkan kekonduksian terma EP sebanyak kira-kira 30 kali ganda kepada 6.44.W/(m•K), manakala pengisi konduktif terma tradisional memerlukan 70% (pecahan isipadu) pengisi untuk mencapai kesan ini.

2.2 Bilangan lapisan Graphene
Bagi graphene berbilang lapisan, kajian ke atas 1-10 lapisan graphene mendapati bahawa apabila bilangan lapisan graphene ditambah daripada 2 kepada 4, kekonduksian terma berkurangan daripada 2 800 W/(m•K) kepada 1300 W/(m•K ).Ia berikutan bahawa kekonduksian terma graphene cenderung berkurangan dengan pertambahan bilangan lapisan.

Ini kerana graphene berbilang lapisan akan bergumpal dengan masa, yang akan menyebabkan kekonduksian terma berkurangan.Pada masa yang sama, kecacatan pada graphene dan gangguan pada tepi akan mengurangkan kekonduksian terma graphene.

2.3 Jenis substrat
Komponen utama plastik kekonduksian haba yang tinggi termasuk bahan matriks dan pengisi.Graphene ialah pilihan terbaik untuk pengisi kerana kekonduksian terma yang sangat baik. Komposisi matriks yang berbeza mempengaruhi kekonduksian terma.Poliamida (PA) mempunyai sifat mekanikal yang baik, rintangan haba, rintangan haus, pekali geseran rendah, kalis api tertentu, pemprosesan mudah, sesuai untuk pengubahsuaian pengisian, untuk meningkatkan prestasinya dan mengembangkan bidang aplikasi.

Kajian mendapati bahawa apabila pecahan isipadu graphene ialah 5%, kekonduksian terma komposit adalah 4 kali lebih tinggi daripada polimer biasa, dan apabila pecahan isipadu graphene dinaikkan kepada 40%, kekonduksian terma komposit meningkat sebanyak 20 kali ganda..

2.4 Susunan dan taburan graphene dalam matriks
Telah didapati bahawa susunan menegak berarah graphene boleh meningkatkan kekonduksian termanya.
Selain itu, taburan pengisi dalam matriks juga mempengaruhi kekonduksian terma komposit.Apabila pengisi tersebar secara seragam dalam matriks dan membentuk rantaian rangkaian pengalir haba, kekonduksian terma komposit bertambah baik dengan ketara.

2.5 Rintangan antara muka dan kekuatan gandingan antara muka
Secara umum, keserasian antara muka antara zarah pengisi tak organik dan matriks resin organik adalah lemah, dan zarah pengisi mudah terkumpul dalam matriks, menjadikannya sukar untuk membentuk penyebaran seragam.Di samping itu, perbezaan dalam ketegangan permukaan antara zarah pengisi tak organik dan matriks menyukarkan permukaan zarah pengisi untuk dibasahi oleh matriks resin, mengakibatkan lompang pada antara muka antara kedua-duanya, dengan itu meningkatkan rintangan haba antara muka. daripada komposit polimer.

3. Kesimpulan
Plastik kekonduksian terma tinggi yang diisi dengan graphene mempunyai kekonduksian terma yang tinggi dan kestabilan terma yang baik, dan prospek pembangunannya sangat luas.Selain kekonduksian terma, graphene mempunyai ciri lain yang sangat baik, seperti kekuatan tinggi, sifat elektrik dan optik yang tinggi, dan digunakan secara meluas dalam peranti mudah alih, aeroangkasa, dan bateri tenaga baharu.

Hongwu Nano telah menyelidik dan membangunkan bahan nano sejak 2002, dan berdasarkan pengalaman matang dan teknologi canggih, berorientasikan pasaran, Hongwu Nano menyediakan perkhidmatan tersuai profesional yang pelbagai untuk menyediakan pengguna dengan penyelesaian profesional yang berbeza untuk aplikasi praktikal yang lebih cekap.