聚酰亞胺輔助制備高定向石墨烯基全炭泡沫及其在導熱聚合物復合材料中的應用

編號：NMJS09153

篇名：聚酰亞胺輔助制備高定向石墨烯基全炭泡沫及其在導熱聚合物復合材料中的應用

作者：熊科 孫智鵬 胡吉辰 馬成 王際童 葛翔 喬文明 凌立成

關鍵詞： 石墨烯膜 二次利用 熱導率 各向異性泡沫 熱界面材料

機構： 華東理工大學化學工程聯合國家重點實驗室 常州富烯科技股份有限公司

摘要： 石墨烯及其衍生物具有高縱橫比的二維層狀結構,在加工過程中通常傾向于水平排列。因此,石墨烯基復合熱界面材料雖然具有較高的面內熱導率,但其表現出的低面外熱導率難以滿足實際應用需求。本文通過定向冷凍策略制備了豎直排列的聚酰亞胺/石墨納米片(PG)導熱骨架以提高聚合物復合材料的面外熱導率,其中石墨納米片(GNs)為高導熱石墨烯薄膜的粉體邊角料。在該過程中,采用水溶性聚酰胺鹽溶液直接分散疏水的GNs,熱亞胺化后獲得的聚酰亞胺在輔助GNs定向排列的同時經石墨化處理轉變?yōu)槿嗽焓�墨。同時,GNs的引入提高了PG骨架的有序度和密度,進一步提高了聚二甲基硅氧烷(PDMS)基復合材料的強度和導熱性能。結果表明,所制備的PDMS/PG復合材料(PG:21.1%)的面外熱導率達14.56 W·m−1·K−1,是純PDMS的81倍。這種簡便的聚酰亞胺輔助二維疏水填料定向排列的方法為各向異性熱界面材料的規(guī)模制備提供了思路,同時實現了石墨烯薄膜邊角料的再利用。