碳化硅/聚甲基丙烯酸甲酯/聚苯乙烯導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備及性能研究

(武漢工程大學(xué)，湖北 武漢 430073)

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展進步，生活及工業(yè)上對聚合物基熱管理材料的需求越來越大。對于電子封裝和集成電路技術(shù)領(lǐng)域，不僅要求材料的成本低、易加工、耐腐蝕，還要有良好的力學(xué)性能及電絕緣性[1]。同時，隨著電子元件集成度的增加，器件熱量累積并難以耗散，導(dǎo)致電子設(shè)備的熱量急劇升高，嚴重影響設(shè)備的使用壽命，這就對高分子材料的導(dǎo)熱及散熱能力提出了更高要求[2]。而傳統(tǒng)的高分子材料性能較為單一，且熱導(dǎo)率很低，通常為0.2～0.5W/m·K[3]。因此，為了保障元器件和設(shè)備的可靠運行，并解決熱量的累積和耗散問題，可以通過將高分子材料與導(dǎo)熱填料，如碳納米管(CNT)、石墨、碳化硅(SiC)、氧化鋁(Al2O3)和氮化鋁(AlN)等復(fù)合制備成聚合物基復(fù)合材料[4-7]。

具有高導(dǎo)熱效率和電絕緣性能的聚合物材料不僅可以較為全面地解決微電子器件的散熱問題，并且可以擴展這種材料在熱傳導(dǎo)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍[8]。本研究采用原位反應(yīng)加工技術(shù)，結(jié)合二元聚合物基體的雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，將碳化硅顆粒選擇性地分散在聚甲基丙烯酸甲酯相中，得到了導(dǎo)熱系數(shù)明顯提升的SiC/PMMA/PS三元導(dǎo)熱復(fù)合材料。

1 實驗部分

1.1 主要試劑和原料

主要的試劑和原料包括碳化硅(SiC)(國藥集團化學(xué)試劑有限公司，化學(xué)純)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)(國藥集團化學(xué)試劑有限公司，化學(xué)純)、過氧化二異丙苯(DCP)(國藥集團化學(xué)試劑有限公司，化學(xué)純)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(蘭州石化，工業(yè)級)和聚苯乙烯(PS)(燕山石化，工業(yè)級)?！?br>