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        【原創(chuàng)】聚合物復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響因素及提升策略——訪華南理工大學(xué)何慧教授


        來源:中國粉體網(wǎng)   梧桐

        [導(dǎo)讀]  本期,為您分享的是華南理工大學(xué)何慧教授的采訪。

        中國粉體網(wǎng)訊  5月29日,由中國粉體網(wǎng)主辦的“2024高導(dǎo)熱材料及應(yīng)用技術(shù)大會”在江蘇南京成功召開。會議期間,我們邀請到眾多專家學(xué)者做客“對話”欄目,圍繞高導(dǎo)熱材料及技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀和未來進(jìn)行了訪談交流。本期,我們邀請到的是華南理工大學(xué)何慧教授。



        中國粉體網(wǎng):請問何教授,導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料中“復(fù)合”二字的意義體現(xiàn)在什么地方?


        何教授:復(fù)合實(shí)際上和填充比較類似,一般是指將不同種類的材料復(fù)合在一起,例如在聚合物當(dāng)中加入無機(jī)材料、金屬材料,跟它相對應(yīng)的是本征高分子材料。


        中國粉體網(wǎng):請問何教授,導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料的制備方法有哪些?


        何教授:材料的制備原則上就是把導(dǎo)熱填料加到聚合物當(dāng)中。在這個過程中,需要先對填料本身進(jìn)行處理,將處理后的填料添加到聚合物中并混合分散。聚合物本身是有熱塑性的,有熱固性的。對于熱塑性聚合物,需要經(jīng)過擠出造粒之后再去成型,得到復(fù)合材料;而對于熱固性聚合物,則需要將填料分散均勻后進(jìn)行固化處理,得到復(fù)合材料,最終形成各種制品。


        中國粉體網(wǎng):請問何教授,除了填料本身的熱導(dǎo)率以外,填料的哪些方面還對聚合物復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能影響較大?


        何教授:除了填料的種類,填料的含量(比如質(zhì)量百分比、份數(shù))以及形狀(比如零維、一維、二維)以及尺寸,這些都會顯著的影響復(fù)合材料的導(dǎo)熱性。當(dāng)然,因?yàn)樗鼜?fù)合的是不同種類的材料,所以填料加進(jìn)去以后,還要綜合考慮填料對力學(xué)性能、加工性能等的影響。


        中國粉體網(wǎng):您今天演講的題目是《高導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料的設(shè)計(jì)策略》,那請您簡明概括一下有哪些提高聚合物復(fù)合材料導(dǎo)熱性的策略。


        何教授:這個問題,可以從導(dǎo)熱機(jī)理來入手。最早的時候選用本征導(dǎo)熱性的聚合物,或在聚合物合成的時候進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的控制,F(xiàn)在應(yīng)用最多的是將導(dǎo)熱填料加到聚合物當(dāng)中,比如說加石墨烯、碳納米管等。根據(jù)設(shè)計(jì)的策略,加入導(dǎo)熱填料。因?yàn)橛杏H水的填料,也有疏水的填料,所以需要進(jìn)行表面處理。目前最為常見的是對填料進(jìn)行表面改性,這也是一個比較方便、有效的手段。


        在聚合物復(fù)合材料體系中通過加入填料,構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)或者雜化材料,也可以得到一個導(dǎo)熱性能比較好的復(fù)合材料。此外,利用加工方法,調(diào)控填料在材料中的分布和取向,構(gòu)建導(dǎo)熱通路,所以取向工藝也是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱高分子材料的一個很有效的手段。


        形成高效的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)是提升整體導(dǎo)熱性能的一個有效策略。導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的形成有很多方法,比如隔離結(jié)構(gòu)模板法,包括剛才所說的表面改性、雜化材料、加工等多種方法。


        中國粉體網(wǎng):請問何教授,您的研究方向主要有哪些,有哪些代表性成果可以與我們分享一下嗎?


        何教授:我主要是做高分子改性和復(fù)合材料,比如前面說的表面改性;還有高分子材料的成型加工、功能高分子材料(包括導(dǎo)熱、導(dǎo)電),此外,還有高分子材料的可持續(xù)發(fā)展也是我們關(guān)注的一個主要的研究方向,在高分子材料的循環(huán)再利用這一塊,我們做的比較成熟的是,把再生的高分子材料跟木塑生物質(zhì)做成復(fù)合材料——木塑復(fù)合材料。


        中國粉體網(wǎng):感謝何教授接受我們的采訪!


        (中國粉體網(wǎng)編輯整理/梧桐)

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