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h-BN/PVA复合气凝胶孔结构设计及其对导热性能的影响
文献综述
摘要：随着国民经济的不断发展，新材料领域成为制造业转型升级的重要组成部分，也是促进后续发展不可或缺的动力。近年来，生物质能源的高值化开发与利用引起科研领域和工业制造界的广泛关注，成为研究与开发热点。由此，本课题围绕磺化碱木素（SLA）高效分散六方氮化硼（h-BN），后复合聚乙烯醇（PVA）制备导热绝缘材料开展实验，系统研究复合材料内部结构与导热、绝缘、机械强度、热稳定等性能的关系，期望在电子电器设备的导热绝缘隔膜及包装领域有广泛应用。
关键词：六方氮化硼；聚乙烯醇；气凝胶；导热性能；机械强度
- 引言
现代化电子设备由于其集成化、大功率化的特点，在运行过程中会产生大量的热量，如果热量不及时排出，会导致热量在设备内大量积聚，从而影响设备的运行质量，减少设备的使用寿命，甚至会引起爆炸，严重威胁人们的生产生活安全。高分子材料的本征导热率很低，在室温下只有0.2～0.5 W/mK，不能够满足设备的散热需求，无法作为导热材料直接应用于电子设备内部。六方氮化硼（h-BN）是一种具有优异导热性能的二维材料，在室温下的导热率高达400 W/mK，且热稳定性优异，在N2氛围下加热到800 oC质量几乎无变化，已被报道证明可以与多种高分子材料复合制备导热材料并广泛应用于电子工业。由于六方氮化硼常温下在水中难以分散，本研究采用SLA作为分散剂，通过研究不同浓度的SLA溶液对h-BN粉末的分散性能，确定最佳分散浓度；再将不同浓度的PVA与分散好的h-BN/SLA悬浮液复合，冷冻干燥制备h-BN/PVA复合气凝胶，并研究其孔结构；最后通过添加PVA溶液，使气凝胶成膜，并研究其导热、机械强度、热稳定性等性能。
2. 国内外研究现状及其发展趋势
2.1. 复合高分子导热材料发展趋势
目前，制备高分子材料复合制备导热材料主要有两种方式，一类是通过化学合成本征型复合导热材料，如聚乙炔、聚苯胺等；另一类是制备填充型聚合物基导热材料，前者虽然在热稳定性、机械强度性能方面有较好的表现，但因为合成成本高、周期长、技术要求高等特点目前尚未被广泛推广，而后者则因为材料容易制备、制备周期短等优点在研究中被广泛运用，其主要原理是在聚合物材料内部使用导热填料构建导热网链，以达到提升材料导热性能的目的。
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