Ang mga plastik na mataas ang thermal conductivity ay nagpapakita ng mga pambihirang talento sa mga transformer inductors, electronic component heat dissipation, mga espesyal na cable, electronic packaging, thermal potting at iba pang mga field para sa kanilang mahusay na pagganap sa pagproseso, mababang presyo at mahusay na thermal conductivity.Ang mataas na thermal conductivity na mga plastik na may graphene bilang tagapuno ay maaaring matugunan ang mga kinakailangan ng mataas na densidad at mataas na integration na pag-unlad ng pagpupulong sa thermal management at industriya ng electronics.

Ang mga tradisyonal na thermal conductive plastic ay pangunahing puno ng mataas na heat-conducting metal o inorganic filler particle upang pantay na punan ang mga polymer matrix na materyales.Kapag ang dami ng tagapuno ay umabot sa isang tiyak na antas, ang tagapuno ay bubuo ng isang chain-like at network-like morphology sa system, iyon ay, isang thermally conductive network chain.Kapag ang direksyon ng oryentasyon ng mga heat conductive mesh chain na ito ay parallel sa direksyon ng daloy ng init, ang thermal conductivity ng system ay lubos na napabuti.

Mataas na thermal conductive plastic na maycarbon nanomaterial na graphenebilang tagapuno ay maaaring matugunan ang mga kinakailangan ng mataas na density at mataas na pagsasama-sama ng pag-unlad ng pagpupulong sa thermal management at industriya ng electronics.Halimbawa, ang thermal conductivity ng purong polyamide 6 (PA6) ay 0.338 W / (m · K), kapag napuno ng 50% alumina, ang thermal conductivity ng composite ay 1.57 beses kaysa sa purong PA6;kapag nagdaragdag ng 25% ng binagong zinc oxide, ang thermal conductivity ng composite ay tatlong beses na mas mataas kaysa sa purong PA6.Kapag idinagdag ang 20% ​​na graphene nanosheet, ang thermal conductivity ng composite ay umabot sa 4.11 W/(m•K), na tumaas ng higit sa 15 beses kaysa sa purong PA6, na nagpapakita ng napakalaking potensyal ng graphene sa larangan ng thermal management.

1. Paghahanda at thermal conductivity ng graphene/polymer composites

Ang thermal conductivity ng graphene/polymer composites ay hindi mapaghihiwalay sa mga kondisyon ng pagproseso sa proseso ng paghahanda.Ang iba't ibang paraan ng paghahanda ay may pagkakaiba sa dispersion, interfacial action at spatial na istraktura ng filler sa matrix, at ang mga salik na ito ay tumutukoy sa higpit, lakas, tigas at ductility ng composite.Sa abot ng kasalukuyang pananaliksik, para sa graphene/polymer composites, ang antas ng dispersion ng graphene at ang antas ng pagbabalat ng mga graphene sheet ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagkontrol sa shear, temperatura at polar solvents.

2. Ang mga salik na nakakaapekto sa pagganap ng graphene filled high thermal conductivity plastics

2.1 Pagdaragdag ng halaga ng Graphene

Sa mataas na thermal conductivity na plastik na puno ng graphene, habang ang dami ng graphene ay tumataas, ang thermal conductive network chain ay unti-unting nabuo sa system, na lubos na nagpapabuti sa thermal conductivity ng composite material.

Sa pamamagitan ng pag-aaral sa thermal conductivity ng epoxy resin (EP)-based graphene composites, napag-alaman na ang filling ratio ng graphene (mga 4 na layer) ay maaaring tumaas ang thermal conductivity ng EP ng mga 30 beses hanggang 6.44.W/(m•K), habang ang tradisyunal na thermal conductive filler ay nangangailangan ng 70% (volume fraction) ng filler upang makamit ang epektong ito.

2.2 Bilang ng mga layer ng Graphene
Para sa mga multilayer na graphene, natuklasan ng pag-aaral sa 1-10 layer ng graphene na kapag ang bilang ng mga layer ng graphene ay nadagdagan mula 2 hanggang 4, bumaba ang thermal conductivity mula 2 800 W/(m•K) hanggang 1300 W/(m•K) ).Kasunod nito na ang thermal conductivity ng graphene ay may posibilidad na bumaba sa pagtaas ng bilang ng mga layer.

Ito ay dahil ang multilayer graphene ay magsasama-sama sa oras, na magiging sanhi ng pagbaba ng thermal conductivity.Kasabay nito, ang mga depekto sa graphene at ang disorder ng gilid ay magbabawas sa thermal conductivity ng graphene.

2.3 Mga uri ng substrate
Ang mga pangunahing bahagi ng mataas na thermal conductivity na mga plastik ay kinabibilangan ng mga materyales ng matrix at mga tagapuno.Ang Graphene ay ang pinakamahusay na pagpipilian para sa mga filler dahil sa mahusay na thermal conductivity nito. Ang iba't ibang komposisyon ng matrix ay nakakaapekto sa thermal conductivity.Ang polyamide (PA) ay may mahusay na mga katangian ng mekanikal, paglaban sa init, paglaban sa pagsusuot, mababang koepisyent ng friction, ilang flame retardancy, madaling pagproseso, angkop para sa pagbabago ng pagpuno, upang mapabuti ang pagganap nito at palawakin ang larangan ng aplikasyon.

Nalaman ng pag-aaral na kapag ang volume fraction ng graphene ay 5%, ang thermal conductivity ng composite ay 4 na beses na mas mataas kaysa sa ordinaryong polimer, at kapag ang volume fraction ng graphene ay nadagdagan sa 40%, ang thermal conductivity ng composite ay nadagdagan ng 20 beses..

2.4 Pag-aayos at pamamahagi ng graphene sa matrix
Napag-alaman na ang directional vertical stacking ng graphene ay maaaring mapabuti ang thermal conductivity nito.
Bilang karagdagan, ang pamamahagi ng tagapuno sa matrix ay nakakaapekto rin sa thermal conductivity ng composite.Kapag ang tagapuno ay pantay na nakakalat sa matrix at bumubuo ng isang thermally conductive network chain, ang thermal conductivity ng composite ay makabuluhang napabuti.

2.5 Interface resistance at interface coupling strength
Sa pangkalahatan, ang interfacial compatibility sa pagitan ng inorganic filler particle at organic resin matrix ay mahina, at ang filler particle ay madaling pinagsama-sama sa matrix, na nagpapahirap sa pagbuo ng isang pare-parehong dispersion.Bilang karagdagan, ang pagkakaiba sa pag-igting sa ibabaw sa pagitan ng mga hindi organikong partikulo ng tagapuno at ng matrix ay nagpapahirap para sa ibabaw ng mga particle ng tagapuno na mabasa ng resin matrix, na nagreresulta sa mga void sa interface sa pagitan ng dalawa, at sa gayon ay tumataas ang interfacial thermal resistance. ng polymer composite.

3. Konklusyon
Ang mataas na thermal conductivity na plastik na puno ng graphene ay may mataas na thermal conductivity at magandang thermal stability, at ang kanilang mga prospect sa pag-unlad ay napakalawak.Bukod sa thermal conductivity, ang graphene ay may iba pang mahuhusay na katangian, tulad ng mataas na lakas, mataas na electrical at optical na katangian, at malawakang ginagamit sa mga mobile device, aerospace, at mga bagong baterya ng enerhiya.

Ang Hongwu Nano ay nagsasaliksik at gumagawa ng mga nanomaterial mula pa noong 2002, at batay sa matured na karanasan at advanced na teknolohiya, market-oriented, ang Hongwu Nano ay nagbibigay ng sari-saring propesyonal na customized na serbisyo upang magbigay sa mga user ng iba't ibang propesyonal na solusyon para sa mas mahusay na praktikal na mga aplikasyon.