辅助插层剂对膨胀石墨/聚醚酰亚胺复合材料热导率影响的对比研究
材料科学
2022-08-02 v1
摘要
本工作中，我们全面研究了辅助插层剂对膨胀石墨（EG）聚合物复合材料热导率的影响。我们报道了通过使用以过氧化氢（H2O2）为辅助插层剂的 EG 在 10 wt% 组分下制备的聚醚酰亚胺/石墨烯纳米复合材料热导率实现了 4030% 的超高增强（k = 9.5 Wm-1K-1）（纯聚醚酰亚胺的 k ~ 0.23 Wm-1K-1）。发现该超高导热值归因于 EG 介导的互连石墨烯网络遍布复合材料，建立了使复合材料中高效热传输成为可能的渗流环境。还使用氯酸钠（NaClO3）作为辅助插层剂进行了对比研究。在 10 wt% 组分下，发现 NaClO3 插层 EG 导致复合材料 k 的增强较小，为 2190%。为阐明此优势所做的详细表征表明，过氧化氢主要导致 EG 内石墨烯片的边缘氧化，保留基面完整，从而保留了 ~2000 Wm-1K-1 的超高面内热导率。另一方面，氯酸钠导致更高程度的氧化，石墨烯基面上有大量氧基团，大幅降低了其面内热导率。测得 H2O2 制备的 EG 纸的热扩散率为 9.5 mm2/s，而 NaClO3 情况测得为 6.7 mm2/s，从而直接确认了 H2O2 对石墨烯自身 k 的有益影响。本研究首次探讨插层剂对膨胀石墨/聚合物复合材料 k 的作用，并发现 H2O2 是实现超高导热值的有效插层剂。
引用
@article{arxiv.2208.00360,
title = {A comparative study of auxiliary intercalating agents on thermal conductivity of expanded graphite/polyetherimide composite},
author = {Fatema Tarannum and Swapneel Danayat and Avinash Nayal and Rajmohan Muthaiah and Roshan Sameer Annam and Jivtesh Garg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.00360},
year = {2022}
}