利用静电纺丝制备纤维化氧化铝@氮化硼骨架及其在高导热复合材料中的应用

Li Fan,Shuai Zhang,Guojie Zhao,Qiang Fu*

Figure 1. (a) Schematic diagram of preparation process of f-AO@BNNS skeleton and PBOZ/f-AO@BNNSskeleton composites;(b) schematic illustration of different distributing states of BNNS during preparation process

      针对目前5G技术下，对高导热、高耐热、低介电的绝缘材料的特定需求，在本工作中，我们通过将氮化硼纳米片(BNNS)分散到氧化铝(AO)溶胶中，经过静电纺丝和高温烧结，成功地制备了一种新型的纤维化的骨架(f-AO@BNNS骨架)，通过宏观上相互连接的纤维和微观上取向的、受限于纳米纤维中重叠的BNNSs，成功地实现了长距离的声子传输通道。此外，通过后期的在惰性气氛下的高温烧结，在骨架内部BNNS-AO界面上获得了晶体AO和BNNS化学键键合，很大程度上降低了骨架内部的界面热阻。所制备的聚苯并噁嗪/f-AO@BNNS复合材料在骨架装填量为6.9 vol%时表现出3.24 W/mK的最高导热数值。与其他报道的类似骨架制备的复合材料相比，在填料含量较低的情况下获得了更高的导热率，证明了利用静电纺丝制备的S-f-AO@BNNS骨架的优越性。该工作为制备高导热复合材料提供了一种新的策略。

Figure 2. In-plane and out-of-plane TC valueof composites (a) PBOZ/ f-AO@BNNS skeleton, (b)PBOZ/S-f-AO@BNNS, (c) comparison of enhancementratio among PBOZ/f-AO@BNNS, PBOZ/S-f-AO@BNNS, PBOZ/R-BNNS and PBOZ/R-BNNS-AO. (d)schematic illustration of mechanism of thermal conduction in composite PBOZ/S-f-AO@BNNS skeleton, (e) summarized D_kand D_f at 1 MHz, (f) summarized T_g from DMAcurves, (g) presentative TMA curve of composite PBOZ/S-f-AO@BNNS

    相关成果以标题为“Constructing Fibrillated Skeleton with Highly Aligned Boron Nitride Nanosheets Confined in Alumina Fiber via Electrospinning and Sintering for Thermally Conductive Composite”发表在Composites Part A: Applied Science and Manufacturing (Composites Part A,2021)。四川大学高分子学院的博士研究生樊利为本论文第一作者，四川大学高分子学院的傅强教授为通讯作者。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2021.106282

资料提供：樊利

审核：吴凯

编辑：张玮