【原创】聚合物复合材料导热性能的影响因素及提升策略——访华南理工大学何慧教授

中国粉体网讯  5月29日，由中国粉体网主办的“2024高导热材料及应用技术大会”在江苏南京成功召开。会议期间，我们邀请到众多专家学者做客“对话”栏目，围绕高导热材料及技术应用的现状和未来进行了访谈交流。本期，我们邀请到的是华南理工大学何慧教授。

中国粉体网：请问何教授，导热聚合物复合材料中“复合”二字的意义体现在什么地方？

何教授：复合实际上和填充比较类似，一般是指将不同种类的材料复合在一起，例如在聚合物当中加入无机材料、金属材料，跟它相对应的是本征高分子材料。

中国粉体网：请问何教授，导热聚合物复合材料的制备方法有哪些？

何教授：材料的制备原则上就是把导热填料加到聚合物当中。在这个过程中，需要先对填料本身进行处理，将处理后的填料添加到聚合物中并混合分散。聚合物本身是有热塑性的，有热固性的。对于热塑性聚合物，需要经过挤出造粒之后再去成型，得到复合材料；而对于热固性聚合物，则需要将填料分散均匀后进行固化处理，得到复合材料，最终形成各种制品。

中国粉体网：请问何教授，除了填料本身的热导率以外，填料的哪些方面还对聚合物复合材料的导热性能影响较大？

何教授：除了填料的种类，填料的含量（比如质量百分比、份数）以及形状（比如零维、一维、二维）以及尺寸，这些都会显著的影响复合材料的导热性。当然，因为它复合的是不同种类的材料，所以填料加进去以后，还要综合考虑填料对力学性能、加工性能等的影响。

中国粉体网：您今天演讲的题目是《高导热聚合物复合材料的设计策略》，那请您简明概括一下有哪些提高聚合物复合材料导热性的策略。

何教授：这个问题，可以从导热机理来入手。最早的时候选用本征导热性的聚合物，或在聚合物合成的时候进行结构上的控制。现在应用最多的是将导热填料加到聚合物当中，比如说加石墨烯、碳纳米管等。根据设计的策略，加入导热填料。因为有亲水的填料，也有疏水的填料，所以需要进行表面处理。目前最为常见的是对填料进行表面改性，这也是一个比较方便、有效的手段。

在聚合物复合材料体系中通过加入填料，构建异质结构或者杂化材料，也可以得到一个导热性能比较好的复合材料。此外，利用加工方法，调控填料在材料中的分布和取向，构建导热通路，所以取向工艺也是实现导热高分子材料的一个很有效的手段。

形成高效的导热网络是提升整体导热性能的一个有效策略。导热网络的形成有很多方法，比如隔离结构模板法，包括刚才所说的表面改性、杂化材料、加工等多种方法。

中国粉体网：请问何教授，您的研究方向主要有哪些，有哪些代表性成果可以与我们分享一下吗？

何教授：我主要是做高分子改性和复合材料，比如前面说的表面改性；还有高分子材料的成型加工、功能高分子材料（包括导热、导电），此外，还有高分子材料的可持续发展也是我们关注的一个主要的研究方向，在高分子材料的循环再利用这一块，我们做的比较成熟的是，把再生的高分子材料跟木塑生物质做成复合材料——木塑复合材料。

中国粉体网：感谢何教授接受我们的采访！

（中国粉体网编辑整理/梧桐）

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