聚合物基导热/导电复合材料常常是由高导电填料与聚合物基体复合得到,同时为了降低填料用量常常采用多相基体控制填料的分布,构筑双连续网络或者填料在界面分布的网络。这种高效的方法在复合材料中应用十分广泛。在两相基体中,一般通过调控基体相容性、混合顺序、后处理等控制填料的分布。然而,聚合物基体的粘度对填料分布的影响的相关报道则未见到。
美国阿克隆大学zhujiahua博士团队通过温度调控两相基体粘度比调控填料的分布,实现了导热性和导电性的高效调控。该团队采用聚甲基丙烯酸甲酯和高密度聚乙烯为基体,碳纤维为填料,利用基体二者在150和230℃粘度差别,其中150℃二者粘度比为3.5,230℃时粘度差别为0.9。示意图如下:
研究结果发现,在150℃共混时,由于粘度差别大,填料在基体界面处聚集,且呈现团聚状态,故材料的热导率较高,而电导率较低;而在230℃时,填料分布很均匀,则导电率明显提高,而由于界面散射严重造成了热导率降低。
从这个研究发现,通过共混温度可以实现导电性和导热性的高效调控。
参考文献:Composites Science and Technology(2019), doi: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2019.107859.
编辑:奎博士
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