Page 82 - 《橡塑技术与装备》2024年3期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

氮化碳填料的加入对环氧树脂 E-44

导热性能的影响

于智鸿，韩悦 *
( 沈阳科技学院 化学工程系，辽宁 沈阳 110167)

摘要： 以三聚氰胺为原料，通过直接热聚合法制备石墨相氮化碳（g-C 3 N 4 ），再通过强酸剥离法和高速离心法制备二维 g-C 3 N 4
纳米片（CNNns），以制备的 g-C 3 N 4 和 CNNns 为导热填料，环氧树脂 E-44（EP）为基体树脂，分别制备 g-C 3 N 4 /EP 复合材料
和 CNNns/EP 复合材料。采用傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）等表征手段对氮化碳导热填料的官能团和表面形貌
进行了表征，通过热重分析和热导率测定研究氮化碳填料的加入对环氧树脂 E-44 热稳定性和导热性能的影响。结果表明 ：氮化
碳填料的加入提高了环氧树脂 E-44 的热稳定性和导热性能，CNNns/EP 复合材料的热稳定性和导热性能明显优于 g-C 3 N 4 /EP 复
.
合材料，填充比为 26.8%（质量分数）时其热导率最高达到了 0.442 0 W/(m K)。
关键词 ： g-C3N4/EP ； CNNns/EP ；环氧树脂 ；复合材料 ；热稳定性
中图分类号 ： TQ323.5 文章编号 ： 1009-797X(2024)03-0036-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.03.008

随着信息化时代的到来，现代的电子和信息技术 本文以石墨相氮化碳（g-C 3 N 4 ）和二维 g-C 3 N 4
迅速发展，给人类的生活方式发生了巨大的改变。而 纳米片（CNNns）为导热填料，以环氧树脂 E-44（EP）
在民用通信、电力工程、航空航天等行业中，随着信 为基体树脂，分别制备了 g-C 3 N 4 /EP 和 CNNns/EP 两
息技术的发展，各种电子产品也在发生着更新，其发 种氮化碳 /EP 复合材料，并对复合材料的热稳定性和
展趋向是大功率、轻量化和便携化 [1] 。尽管集成的微 导热性能进行了研究，这对环氧树脂基导热复合材料
电子产品可以大幅度提高工作的效能，但是由于高功 的开发具有重要意义。
耗引起的局部发热，会给电子产品的使用寿命和运行
状况带来严重的负面效应，并存在着潜在的安全性问 1 实验部分
题。在半导体器件中，热扩散差已经严重制约了器件 1.1 实验验药品
产品的尺寸，从而使传统的电子产品和介面导电技术 三聚氰胺，盐酸，无水乙醇，硫酸，均为分析纯，
面临着严峻的考验。导热材料已经被应用到了各行各 国药集团化学试剂有限公司 ；双酚 A 型环氧树脂（E-
业，包括通讯、电子、航天等各个行业 [2] 。大型精密 44），工业级，德源环氧科技有限公司； JA-1 型固化剂，
仪表的良好运行状况和安全性是其关键技术参数。国 工业级，四川奥派环氧助剂科技有限公司 ； BGE 活性
内的热传导行业发展的规模远远不能与国际接轨，缺 稀释剂，工业级，济宁佰一化工有限公司 ；去离子水，
乏尖端技术支撑，在对电子、航空、航空等行业的高 实验室自制。
要求方面，目前还处在规模不大、高端品种缺乏的状 1.2 样品制备
况。高分子导电体以其优良的低温稳定性、耐腐蚀、 的制备
1.2.1 g-C 3 N 4
机械、绝缘、工艺灵活、成本低而成为目前应用最广 采用了高温固相热缩聚法制得 g-C 3 N 4 。具体流
泛的传热体之一 [3] 。在电子器件中，工作线路为热源， 程如下 ：将一定量的三聚氰胺加入到氧化铝坩埚中，
而隔热层与包装材料则是热交换的主体，而现有的高
分子导热材料，其导热系数远远无法适应现代电子产
品的需求，因而，研制具有高导热性能、耐热稳定、 作者简介 ：于智鸿（2001-），男，本科，主要从事新材料
的开发方面的研究学习。
绿色安全的导热材料是其发展的长远发展方向。
收稿日期 ：2022-07-20
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