微聚合物構件的高導熱機理及其注塑成型關鍵技術研究

《微聚合物構件的高導熱機理及其注塑成型關鍵技術研究》是依託浙江師範大學，由楊燦擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：微聚合物構件的高導熱機理及其注塑成型關鍵技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊燦
• 依託單位：浙江師範大學

項目摘要

隨著集成度與功率的不斷提高，“散熱難”已成為聚合物MEMS領域亟需解決的問題。而目前聚合物導熱材料存在熱導率低、填料含量高及難於實現結構微型化等制約其發展的瓶頸性難題。為最大限度提高聚合物分子結晶/取向的本徵導熱貢獻率，本項目提出基於多場耦合下複合材料本徵/填充協同效應思想，利用微注塑成型方法獲取高導熱微聚合物構件的新方法。研究高密度聚乙烯/氮化硼（多壁碳納米管）複合材料熔體的動態流變特性、微尺度線上流變性能及填料的流變遷移規律；分析不同實驗條件下微聚合物構件中基體的結晶/取向及填料的形態演變規律；探究微注塑成型高剪下/拉伸場、急冷溫度場耦合下有效導熱通路分別在複合材料基體與分散相中的形成過程，揭示本徵/填充協同高導熱性的形成機理；研究微注塑過程中影響微構件導熱性能的關鍵因素，確立高導熱微聚合物構件的最佳工藝參數與材料配方。本項目研究結果將為高導熱微聚合物器件的套用提供理論基礎與關鍵技術。

結題摘要

為滿足換熱工程、航空航天、電子通訊、生物醫療以及軍事裝備等領域的套用要求，聚合物導熱材料已成為國內外的研究熱點。近年來，隨著集成度與功率的不斷提高，“散熱難”已成為亟需解決的問題。然而，目前聚合物導熱材料存在熱導率低、填料含量高及難於實現結構微型化等制約其發展的瓶頸性難題。為最大限度地提高聚合物分子結晶/取向的本徵導熱貢獻率，本項目提出了基於多場耦合下複合材料本徵/填充協同效應思想，利用微注塑成型方法獲取高導熱微聚合物構件的新方法。具體研究了高密度聚乙烯/多壁碳納米管（HDPE/MWCNTs）等複合材料熔體的動態流變特性以及填料的流變遷移規律；分析了不同實驗條件下微聚合物構件中基體的結晶/取向及填料的形態演變規律；探究了微注塑成型高剪下/拉伸場、急冷溫度場耦合下有效導熱通路分別在複合材料基體與分散相中的形成過程，揭示了本徵/填充協同高導熱性的形成機理；研究了微注塑過程中影響微構件導熱性能的關鍵因素，並確立了高導熱微聚合物構件的最佳工藝參數與材料配方。本項目研究證實了從成型加工控制角度出發製備高導熱聚合物複合材料的可行性，實現了環保、低成本和微型化的產品製備過程，項目研究成果將為高導熱微聚合物器件的套用提供理論基礎與關鍵技術。三年來，基於本項目研究成果已在國內外公開發表學術論文8篇，其中SCI檢索論文5篇，EI檢索論文3篇；獲得優秀會議論文獎1項；授權國家發明專利3項，實用新型專利4項；培養碩士研究生2名；項目負責人由講師晉升為副教授，並獲聘本校碩士生指導教師。