Пластика високе топлотне проводљивости показује изванредне таленте у индукторима трансформатора, електронским компонентама за расипање топлоте, специјалним кабловима, електронском паковању, термичком заливању и другим пољима због својиһ добриһ перформанси обраде, ниске цене и одличне топлотне проводљивости.Пластика високе топлотне проводљивости са графеном као пунилом може испунити захтеве развоја склопова високе густине и високе интеграције у управљању топлотом и електронској индустрији.

Конвенционалне топлотно проводљиве пластике су углавном пуњене металним или неорганским честицама пунила високе топлотне проводљивости да би се униформно испунили материјали полимерне матрице.Када количина пунила достигне одређени ниво, пунило формира ланчану и мрежасту морфологију у систему, односно топлотно проводљив мрежни ланац.Када је правац оријентације ових топловодних мрежастих ланаца паралелан са смером топлотног тока, топлотна проводљивост система је знатно побољшана.

Високо топлотно проводне пластике саугљенични наноматеријал графенкао пунило може испунити захтеве високе густине и високе интеграције развоја склопова у термичком менаџменту и електронској индустрији.На пример, топлотна проводљивост чистог полиамида 6 (ПА6) је 0,338 В / (м · К), када је напуњен са 50% глинице, топлотна проводљивост композита је 1,57 пута већа од чистог ПА6;када се дода 25% модификованог цинк оксида, топлотна проводљивост композита је три пута већа од оне чистог ПА6.Када се дода нанолист од 20% графена, топлотна проводљивост композита достиже 4,11 В/(м•К), што је повећано за преко 15 пута од чистог ПА6, што показује огроман потенцијал графена у области управљања топлотом.

1. Припрема и топлотна проводљивост композита графен/полимер

Топлотна проводљивост графен/полимер композита је неодвојива од услова обраде у процесу припреме.Различите методе припреме чине разлику у дисперзији, међуфазном деловању и просторној структури пунила у матрици, а ови фактори одређују крутост, чврстоћу, жилавост и дуктилност композита.Што се тренутног истраживања тиче, за композите графен/полимер, степен дисперзије графена и степен љуштења графенских листова могу се контролисати контролисањем смицања, температуре и поларних растварача.

2. Фактори који утичу на перформансе пластике високе топлотне проводљивости пуњене графеном

2.1 Додатна количина графена

У пластици високе топлотне проводљивости испуњеној графеном, како се количина графена повећава, у систему се постепено формира топлотно проводни ланац мреже, што у великој мери побољшава топлотну проводљивост композитног материјала.

Проучавањем топлотне проводљивости графенских композита на бази епоксидне смоле (ЕП), откривено је да однос пуњења графена (око 4 слоја) може повећати топлотну проводљивост ЕП за око 30 пута на 6,44.В/(м•К), док је традиционалним топлотно проводљивим пунилима потребно 70% (запремински удео) пунила да би се постигао овај ефекат.

2.2 Број слојева графена
За вишеслојни графен, студија на 1-10 слојева графена открила је да када је број слојева графена повећан са 2 на 4, топлотна проводљивост се смањила са 2 800 В/(м•К) на 1300 В/(м•К). ).Из тога следи да топлотна проводљивост графена има тенденцију да опада са повећањем броја слојева.

То је зато што ће се вишеслојни графен временом агломерирати, што ће узроковати смањење топлотне проводљивости.У исто време, дефекти у графену и поремећај ивице ће смањити топлотну проводљивост графена.

2.3 Врсте подлоге
Главне компоненте пластике високе топлотне проводљивости укључују матричне материјале и пунила.Графен је најбољи избор за пунила због своје одличне топлотне проводљивости. Различити састави матрице утичу на топлотну проводљивост.Полиамид (ПА) има добре механичке особине, отпорност на топлоту, отпорност на хабање, низак коефицијент трења, одређену отпорност на пламен, лаку обраду, погодан за модификацију пуњења, да побољша своје перформансе и прошири поље примене.

Студија је открила да када је запремински удео графена 5%, топлотна проводљивост композита је 4 пута већа од оне код обичног полимера, а када се запремински удео графена повећа на 40%, топлотна проводљивост композита повећава се за 20 пута..

2.4 Распоред и дистрибуција графена у матрици
Утврђено је да усмерено вертикално слагање графена може побољшати његову топлотну проводљивост.
Поред тога, дистрибуција пунила у матрици такође утиче на топлотну проводљивост композита.Када је пунило равномерно распршено у матрици и формира топлотно проводљив мрежни ланац, топлотна проводљивост композита је значајно побољшана.

2.5 Отпор интерфејса и снага спреге интерфејса
Генерално, међуфазна компатибилност између честица неорганског пунила и матрице органске смоле је лоша, а честице пунила се лако агломерирају у матрици, што отежава формирање униформне дисперзије.Поред тога, разлика у површинском напону између неорганских честица пунила и матрице отежава да се површина честица пунила навлажи матриксом смоле, што резултира празнинама на међупростору између њих, чиме се повећава термички отпор међуфазе. полимерног композита.

3. Закључак
Пластичне масе високе топлотне проводљивости пуњене графеном имају високу топлотну проводљивост и добру термичку стабилност, а изгледи за њихов развој су веома широки.Осим топлотне проводљивости, графен има и друга одлична својства, као што су висока чврстоћа, висока електрична и оптичка својства, и широко се користи у мобилним уређајима, ваздухопловству и новим енергетским батеријама.

Хонгву Нано истражује и развија наноматеријале од 2002. године, а на основу сазрелог искуства и напредне технологије, тржишно оријентисане, Хонгву Нано пружа разноврсне професионалне прилагођене услуге како би корисницима пружио различита професионална решења за ефикасније практичне примене.