如何進一步提升氮化硼填料的導熱作用？試試磁性調控（二）

2021-12-17 11:01:49

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目前，制備的高導熱BN/聚合物復合材料按照填料分布狀態主要分為兩類：填料無規分布與填料三維（3D）排列分布。

填料無規分布通過共混、表面改性等方法提高復合材料的熱導率。共混是通過較為簡單的物理方法將幾種材料均勻混合成型，并由此提高或者改變材料性能。材料的表面改性可以實現材料的新的性能及新的應用，與石墨烯相比，h-BN缺乏有效的化學活性位點，這使得h-BN的表面改性更加困難，目前的研究最為代表性的兩種就是共價修飾及非共價修飾，比如引入一些擁有特殊性質的官能團。

近些年來的研究熱點與難點主要集中在有3D骨架結構的導熱復合材料上。減少填料和高分子基體之間的界面數量，降低界面熱阻，是提高導熱率的關鍵，有序的3D結構不僅可以實現減少界面數量，還可以充當導熱通路，使得大部分能量沿著導熱骨架傳遞，低含量的導熱填料的復合材料也能夠夠獲得較高的導熱率。

構建3D骨架的常見方法主要有模板法，今天我們將要介紹的是磁取向法。受到磁性材料在磁場中可以定向排列的啟發，科研人員使用磁性納米顆粒吸附到h-BN表面，通過外加磁場使得h-BN取向，得到高順向3D結構。受到磁性材料在磁場中可以定向排列的啟發，科研人員使用磁性納米顆粒吸附到h-BN表面，通過外加磁場使得h-BN取向，得到高順向3D結構。

首先要合成磁性納米粒子，例如，在水溶液中，最有效簡單的化學合成磁性納米粒子Fe₃O₄的途徑是化學共沉淀法，進行沉淀反應后，析出不溶性物質，反復洗滌并脫水得到所需的Fe₃O₄磁性納米粒子。通過修飾氮化硼表面，使得氮化硼作為強聚電解質，在整個pH范圍內保持負電荷，合成后的磁性Fe₃O₄納米顆粒主要吸附在經過處理的氮化硼表面上，使氮化硼達到磁化效果。

氮化硼片數越多，磁化效果越好，主要時因為BNNSs具有更大的表面積，在混合溶液中能更加均勻的分散，利于表面均勻的磁化。