可回收的4.0W/m·K氮化硼（BN）/環(huán)氧導熱界面材料

最新的導熱界面材料（TIM）不僅要求具有高導熱、輕量化特性，還要求具有可回收性以緩解電子垃圾帶來的環(huán)境壓力。然而，現階段制備這樣的TIM材料仍是一個巨大挑戰(zhàn)。

目前，在聚合物中填充導熱粉體是制備高性能TIM的主要途徑。其中氮化硼(BN)粉體因其高導熱系數（平面內熱導率 400?2000 W/m·K，垂直平面熱導率為 30 W/m·K），以及優(yōu)異的介電性能、熱穩(wěn)定性和機械強度，被認為是制備高導熱復合材料的首選粉體。而對于聚合物基體的選擇，熱塑性塑料相對較低的力學性能和較高的熱應力不利于其長期使用。熱固性樹脂具有低介電常數和優(yōu)異的熱性能和力學性能，被認為是TIM的理想基材，但其不溶性使其難以符合TIM的粗糙表面，難以回收利用，無法獲得高導熱并具有可回收性的TIM材料。幸運的是，近期中國科學院寧波材料技術與工程研究所的代金月老師針對這方面的研究取得了新進展。

代老師的研究項目采用熱壓誘導取向法制備了具有各向異性導熱，具有表面相容性，并且完全可回收的高性能BN/環(huán)氧復合材料（TIM）。結果表明，僅通過簡單的熱壓處理，填充的氮化硼B(yǎng)N就可以很容易地在平面上取向，導熱系數為3.85 W/(m·K)，BN含量為40 wt %，比原始環(huán)氧樹脂高30倍，比熱壓處理前的復合材料高4.3倍。由于優(yōu)越的導熱性和機械順應性，由項目制備的復合材料封裝的電子器件核心溫度比商用導熱硅膠墊片材料低20℃。此外，得益于所合成的環(huán)氧玻璃體的多級降解機制，制備的復合材料可以在溫和的條件下進行高效的化學回收，BN回收率為96.2%，其他有機原料的回收率為73.6% ~ 82.4%。這項工作為設計可回收和高性能的TIMs提供了一種新的策略。研究成果以“A Full-component recyclable Epoxy/BN thermal interface material with anisotropy high thermal conductivity and interface adaptability ”為題發(fā)表于《Chemical Engineering Journal》。

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