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華中大瞿金平院士/盧翔副研究員團隊CEJ：批量開發(fā)出具有高效電磁屏蔽和優(yōu)良熱管理功能的柔性相變復合材料
2021-10-27  來源：高分子科技
  隨著5G通訊技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)的熱量積累問題受到研究人員的廣泛關(guān)注。然而，在溫度急劇上升的情況下，傳統(tǒng)的高導熱材料往往很難及時將熱量帶走，導致設(shè)備故障頻發(fā)和工作效率下降。大量研究表明，基于相變材料的熱管理技術(shù)可有效解決上述問題。然而，傳統(tǒng)相變材料的“固-液”相變特性及低熱導率限制了其被廣泛應(yīng)用。此外，由于新興電子設(shè)備正向高頻段，高精度，多功效，微型化方向發(fā)展，設(shè)備產(chǎn)生和接受電磁干擾的機率也明顯增加。因此，迫切需要開發(fā)同時具有優(yōu)良熱管理及電磁干擾（EMI）屏蔽功能的復合材料來解決相關(guān)的電磁污染和熱量積累問題。


  近日，華中科技大學化學與化工學院瞿金平院士/盧翔副研究員團隊在Chemical Engineering Journal (IF:13.273)上發(fā)表了題為“Flexible and multifunctional phase change composites featuring high-efficiency electromagnetic interference shielding and thermal management for use in electronic devices”的論文。在本文中，巧妙的運用熔融共混和鹽模板法，批量構(gòu)筑了一種同時具備高導熱/導電能力、優(yōu)異電磁屏蔽效果和力學強度特點的聚丙烯/碳納米管/四氧化三鐵(PP/CNTs/Fe3O4)多孔泡沫材料，然后結(jié)合簡單的真空浸漬法吸附相變材料石蠟(PW)，制備得到一系列多功能的柔性PP/CNTs/Fe3O4/PW復合相變材料(SSPCC)。CNTs和Fe3O4的含量僅為6.6 wt%和4.0 wt%時，SSPCC的體積電導率和EMI SE分別達到31.0 S/m和40.2 dB，同時，CNTs和規(guī)則多孔結(jié)構(gòu)構(gòu)建的優(yōu)越導熱路徑賦予了SSPCC優(yōu)異的導熱性(0.59 W/mK)、良好的熱穩(wěn)定性和高焓值(133.8 J/g)，為熱管理及電磁屏蔽應(yīng)用提供了保證。該制備方法極大的靈活性也為柔性電子設(shè)備的多功能應(yīng)用提供了可能。

 



本文要點


  1）結(jié)合熔融共混技術(shù)、鹽模板法和真空浸漬法批量制備了柔性的多功能PP/CNTs/Fe3O4/PW復合相變材料。


  2）巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計賦予了PP/CNTs/Fe3O4多孔骨架優(yōu)異的電導率和電磁屏蔽效果。


 

  3）復合相變材料SSPCC顯示出一定的柔韌性和優(yōu)異的控溫效果。


 

  4）SSPCC優(yōu)異的電磁屏蔽效果為為抗電磁波污染提供了保證。


 

  論文第一作者為華中科技大學化學與化工學院2020級博士生李小龍，論文共同通訊作者為華中科技大學化學與化工學院盧翔副研究員和瞿金平院士。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)項目、國家科技支撐計劃以及華中科技大學自主創(chuàng)新基金的資助。


  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721045034?dgcid=author



  作者簡介


盧翔，華中科技大學化學與化工學院副研究員，主要研究領(lǐng)域為高分子材料的高性能化與功能化改性和高分子材料的成型與加工新方法新理論。目前已以第一或通訊作者在Chemical Engineering Journal, Composites Science and Technology, Composites Part A, Composites Part B, Journal of Materials Science & Technology, ACS Applied Materials & Interfaces, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, Renewable Energy, Solar Energy Materials and Solar Cells等具有重要影響力的國際刊物上發(fā)表SCI論文50余篇，主持承擔國家重點研發(fā)計劃，國家自然科學基金和中國博士后基金等項目4項。

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（責任編輯：xu）
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