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磷化工团队在氮化硼纳米片高效、可控剥离及导热、阻燃聚氨酯复合薄膜研究方面取得新进展

文章来源:磷化工团队曹小华     发布时间:2024年01月12日     点击数:


高密度、小型化和集成化的快速发展对电子设备的热管理材料带来了新的挑战。氮化硼纳米片(BNNS)超高的面内导热率(理论大于2000 W/m·K)和优异的电气绝缘性能,已经被广泛用于热管理材料的增强填料。然而,由于氮化硼的表面化学惰性和相邻层间强烈的范德华力相互作用,BNNS的高效、可控剥离及表面功能化仍然是一个挑战。


近日,银河娱乐yh网站(中国)官方网站磷化工团队通过碱辅助水热处理与高速剪切相结合,实现了2.54 nm厚度氮化硼纳米片(BNNS)的规模化高产率(65%)剥离。同时,成功在氮化硼纳米片引入羟基官能团,使其适用于水性聚氨酯(WPU)中,制备了导热柔性薄膜,在50 wt%BNNS添加量下导热率提高了30倍,达到了7.58 W/m·K的垂直方向导热率。该薄膜表现出优异热稳定性、拉伸强度和火安全性能,可被用作大功率LED的热界面材料,对比商用硅脂表现出更好的热管理能力。结合Comsol仿真导热模拟和Foygel理论计算,重点研究了不同大小、厚度BNNS之间的界面热阻,揭示了BNNS导热增强的尺寸相关性。该研究为可控氮化硼纳米片的剥离和高效热管理复合材料的设计提供了新的方法和理论指导。


上述研究成果以“Rapid exfoliation and surface hydroxylation of highquality boron nitride nanosheets enabling waterborne polyurethane with high thermal conductivity and flame retardancy”为题发表在期刊Advanced Composites and Hybrid MaterialsIF20.1)上,论文第一作者是团队2021级博士研究生姜豪。该研究工作得到了国家自然科学基金(22268025)和云南省基础研究计划项目(202201AT070115, 202101AU070012, 202201BE070001-031)的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1007/s42114-023-00818-x


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