在小型設備中,熱界面材料(TIM)的開發變得越來越重要,因此探索具有導熱性和彈性的高導熱性TIM具有非常重要的意義。這里,通過構建超薄六角形氮化硼納米片(h-BNNSs)和碳納米管(CNTs)的導熱通道,制備了高導熱性,柔韌性和彈性的聚合物基熱塑性聚氨酯(TPU)復合膜。然后,h-BNNSs/CNTs / TPU復合材料的最大熱導率高達1.35 W m-1 K-1,相對于原始聚合物TPU,其導熱率提高了約513%。如此好的熱導率歸因于多通道傳熱結構的構建。而且,該復合膜具有出色的絕緣性,可以拉伸到其原始長度的300%以上。因此,該h-BNNSs/CNTs/TPU復合膜作為重要TIMs在熱導應用中具有巨大的潛力。
Figure 1. h-BNNSs/CNTs/TPU復合膜的合成過程示意圖。
Figure 2. (a)h-BNNSs/CNT前驅體的SEM內部形貌;(b)h-BNNSs/CNTs/TPU復合膜的SEM橫截面形貌及其圓形實物照片;(c)光滑的h-BNNSs/CNTs/TPU復合膜的SEM形貌;(d)h-BNNSs/CNTs/TPU復合材料在拉伸前后的實物圖。
Figure 3. (a)方形且表面光滑(h-BNNS30/CNT70)65/TPU35復合膜的光學照片,(b–e)(h-BNNS30/CNT70)65/TPU35復合膜在折疊,打結,卷曲和卷起狀態時的照片。
Figure 4. (a–c)具有不同TPU含量的h-BNNSs/CNT/TPU復合材料的DMA結果;(d)(h-BNNSX/CNT Y)65/TPU35復合膜的熱導率和熱擴散率;(e)熱導率增強和熱擴散率;(f)循環彎曲后,(h-BNNS30/CNT70)65/TPU35復合材料的熱導率。
相關研究工作由中國科學院合肥物質科學研究院Zhenyang Wang課題組于2020年發表在New Journal of Chemistry期刊上。原文:Increasing heat transfer performance of thermoplastic polyurethane by constructing thermal conduction channels of ultra-thin boron nitride nanosheets and carbon nanotubes。
轉自《石墨烯雜志》公眾號: