柔性导热纳米复合材料研究进展

封 伟， 李冬杰 吕 鹏

(1.天津大学材料科学与工程学院，天津 300072;2.天津市材料复合与功能化重点实验室，天津 300072)

众所周知，高分子材料具有质量轻、耐腐蚀、价格低廉、易加工成型等诸多优点，但导热性能相对较差，限制了其在导热领域的应用。因此，大批优秀的科学工作者投身到提高聚合物导热性能的研究中来，以期能将高导热、耐腐蚀、低成本、易成型等优点集为一体，制备出综合性能优良的导热材料。目前，研究较多的改善聚合物导热性能的方法是外加填料法，即向聚合物中填加高导热填料从而制备导热性较好的复合材料。其中，纳米填料是近年兴起的一种新型导热填料，它具有独特的纳米效应，导热系数较高，开发潜力巨大［1］。目前导热纳米填料主要有零维纳米粒子(如金属纳米粒子、氧化锌(ZnO)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)等)、一维纳米纤维(如碳纳米管(CNTs)、纳米碳纤维(NCFs)等)、二维纳米片层(如纳米层状金属氧化物、石墨烯等)［2］。

导热纳米复合材料通过调控基体和填料的种类、配比及成型形状可获得良好的柔性特性，成为柔性导热纳米复合材料，并具有柔韧高弹、高导热、耐高温、抗热疲劳性好［3］或形状记忆性等特性。目前，主要应用在新型发电机、微电子、航空航天等领域。本工作综述了不同维度纳米填料填充的柔性导热纳米复合材料的最新研究进展。针对其导热机理及各种纳米填料的表面修饰方法进行了系统总结。概述了柔性导热纳米复合材料的应用中存在的问题并展望了其发展趋势。……