郑州大学团队成功制备出三元高导热复合材料

功能材料的发展可谓是日新月异。我们的日常生活已经离不开功能材料的应用：家居中使用的隔音板、阻燃板；核磁共振中使用的超导材料；计算机内部的导电材料等等。如今，不同几何形状的混合填料越来越多地被用于功能性聚合物复合材料的开发。

郑州大学团队日前在《复合材料科学与技术》（Composites Science and Technology）上发表了题为《通过构建三维混合填料网络大幅提高HDPE（高密度聚乙烯）复合材料的导热系数》（Largely improved thermal conductivity of HDPE composites by building a 3D hybrid fillers network）的论文研究成果。

研究团队发现了HDPE-g-MAH作为由HDPE（高密度聚乙烯）、多壁碳纳米管和六方氮化硼（BN）组成的三元复合材料的相容剂的作用。通过熔融共混，HDPE-g-MAH可以减少填料的团聚，促进网络结构的形成。

（图为论文的Graphical Abstract）

在这基础上，研究团队进一步发现了在协同作用之下，三元复合材料的导热系数能达到二元复合材料的262%。从复合材料的形态和结晶度的角度解释了力学性能和导热性能。二元和三元复合材料的流变性能与其导热性能有密切关系。虽然高比例的BN纳米片可以大大降低三元复合材料的电导率，但由于其电绝缘性，对电磁干扰屏蔽性能影响不大。

由于同时具备较强的导热性和金属等传统形式的材料所并不具备的优势，热高分子复合材料现阶段大致运用于太阳能热水器、导热管以及绝缘导热材料等部件当中。在电器电子、军事、化工制造以及航天航空等层面起到了巨大的作用。这项研究可为强导热性的复合材料开发提供新的方向与线索。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2021.108666