氮化硼-環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、導(dǎo)熱高分子基復(fù)合材料作為一種極具應(yīng)用前景的功能材料，在微電子、航空航天、電子信息和電氣絕緣等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。環(huán)氧樹脂因其具有優(yōu)異的電絕緣性能、粘結(jié)性能、熱性能和機(jī)械性能，成型工藝簡單，價格低廉等優(yōu)點，至今仍是電機(jī)電器設(shè)備和微電子封裝中的首選材料。氮化硼(BN)具有獨特的電絕緣性能、優(yōu)異的導(dǎo)熱及化學(xué)穩(wěn)定性、超低的介電常數(shù)及熱膨脹系數(shù)，是一種理想的導(dǎo)熱填料。本論文基于氮化硼表面功能化設(shè)計，使其均勻分散于環(huán)氧樹脂基體中，并有效

2、改善界面結(jié)構(gòu)，從而制備了高導(dǎo)熱且綜合性能優(yōu)異的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料，系統(tǒng)研究了BN的表面修飾及含量對復(fù)合材料性能的影響。
　　針對BN可潤濕性差及表面功能基團(tuán)化學(xué)活性弱的缺點，本課題利用強(qiáng)酸弱化B-N鍵，引入羥基，然后接枝3-氨丙基乙氧基硅烷(APTES)來對BN表面進(jìn)行共價鍵修飾，合成了硅烷化的BN(APBN)，并采用溶液分散和澆筑成型的方法制備了一系列EP/APBN復(fù)合材料。掃描電鏡(SEM)測試表明，APBN在環(huán)氧樹脂基體中具

3、有良好的分散性和相容性。復(fù)合材料的導(dǎo)熱率隨著BN含量的增加而增加，達(dá)到一定含量后增速變快，當(dāng)APBN填充量為30wt％時，其導(dǎo)熱率達(dá)到1.178W/m·K，是純環(huán)氧樹脂的6.14倍，而相同含量下EP/BN復(fù)合材料的導(dǎo)熱率僅為1.037W/m·K。復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性、模量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都隨著APBN含量的增加而提高，但拉伸強(qiáng)度有所下降。同時，復(fù)合材料還具有良好的電絕緣性能。綜合上述結(jié)果表明：制備的該散熱材料在熱管理和微電子封裝等領(lǐng)域具有

4、潛在的應(yīng)用價值。
　　基于環(huán)交聯(lián)型聚磷腈微納米材料的模板誘導(dǎo)自組裝特性，首次以六氯環(huán)三磷腈與雙酚 A為共聚單體，通過其在 BN表面發(fā)生原位縮聚反應(yīng)，實現(xiàn)了聚(環(huán)三磷腈-co-雙酚A)對BN非共價鍵包覆改性(HBBN)。結(jié)果表明，HBBN的加入可以有效的提高EP/HBBN復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能，當(dāng) HBBN含量為20wt%時，復(fù)合材料的導(dǎo)熱率為0.708W/m·K。在導(dǎo)熱率提高的同時，復(fù)合材料仍能保持良好的電絕緣性和熱穩(wěn)定性，且阻燃性能