導熱塑料是利用導熱填料對高分子基體材料進行均勻填充，以提高其導熱性能。導熱性能的好壞主要用導熱系數(單位：W/m.k)來衡量。如果工程塑料能更好的解決散熱問題，在LED、汽車、電子電器、計算機等領域帶來更輕、更便宜、更節能的產品組件。

高分子材料多數為絕熱材料，僅靠分子結構本身進行改性來提高導熱性難度非常大，高導熱填料進行填充改性，如氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳化硅等。復合后的材料導熱性由高分子本身和高導熱填料共同決定，導熱填料的導熱系數、形狀、粒徑、用量等因素都會對最終產品的導熱性能造成影響。另外，導熱填料和基體界面間的相容性較差，填料易在基體中發生團聚，致使分散不均勻，二者的表面張力也存在差異，會使界面間存在氣孔，增加材料熱阻，因此，需對導熱填料表面進行改性。

為了研究熱壓過程對導熱填料分布的影響，對環氧樹脂復合材料的斷面進行了SEM拍攝。 FEP是脆性斷裂， 而添加了導熱填料后的環氧樹脂復合材料的斷面則相對粗糙, 有很多坑洼處。 沒有經過熱壓的FEP/GBN 5樣品的斷面,，斷面中有許多片狀結構和孔洞， 說明導熱填料和環氧樹脂的結合并不緊密，導致環氧樹脂與導熱填料之間的界面熱阻較大，阻礙了導熱介質的傳播，在界面處有較大的散射。經過熱壓后的FEP/GBN 5樣品的斷面中，幾乎不存在孔洞，環氧樹脂和導熱填料之間的結合更加緊密，說明使用熱壓的加工方式可以促進環氧樹脂對導熱填料的浸潤，在基體內部形成更完整的導熱網絡, 降低界面熱阻, 提升復合材料的導熱能力。

其導熱系數隨著導熱填料GBN添加量的增加而增加，但是提升的幅度并不大，當添加量為5%時，導熱系數為0.593 W/(m K),提升了173.3%. 一方面是因為導熱填料添加量較低，導熱填料之間不能相互接觸，存在大量的空隙，不能形成完整的導熱網絡，另一方面可能是由于GBN與環氧樹脂之間的界面熱阻較大，固化過程中，環氧樹脂沒有完全浸潤導熱填料，限制了導熱系數的提升。當采用熱壓的加工方式進行制備時，在低添加量下(1%和2%)，環氧樹脂復合材料的導熱系數與未熱壓的樣品相差不大，而隨著添加量的進一步提升，經過熱壓的樣品導熱系數則提升更大，FEP/GBN 5熱壓后樣品的導熱系數達到了0.931 W/(m K)，相比于純環氧樹脂提升了329.0%。在較低添加量下，導熱填料在基體中的分布較為均勻，雖然使用熱壓的方式進行加工，由于導熱網絡不完整，也很難進一步提升導熱能力。而當添加量進一步提升時，在熱壓的過程中，導熱填料會隨著聚合物熔體進行流動形成取向結構，提升傳熱效率。此外, 在壓力的作用下，環氧樹脂還可以進一步與導熱填料相互接觸，提升環氧樹脂與導熱填料之間的浸潤程度, 從而減小界面熱阻, 弱化在界面上的散射, 提升導熱能力。


審核編輯黃宇