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嘉峪檢測網(wǎng) 2024-08-20 16:18
摘要
普通環(huán)氧樹脂的導熱系數(shù)較低[0.2 W/( m·K)],難以滿足高頻、高功率化電子設備的散熱需求,因此開發(fā)導熱性環(huán)氧樹脂成為業(yè)界的研究重點和熱點。導熱性環(huán)氧樹脂一般分為填充型導熱環(huán)氧樹脂和本征導熱型絕緣液晶環(huán)氧樹脂(LCER)兩類,LCER的導熱性能源于樹脂中存在的微觀有序結構。綜述了本征導熱型絕緣液晶環(huán)氧樹脂導熱性能的影響因素、常用表征方法、液晶單體在改性環(huán)氧樹脂方面的應用、具有特殊功能的絕緣液晶環(huán)氧樹脂,最后總結了絕緣液晶環(huán)氧樹脂發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。
關鍵詞
液晶基元;本征導熱;環(huán)氧樹脂;導熱系數(shù)
隨著納米電子學的進步、三維芯片堆棧架構和柔性電子等新應用領域的出現(xiàn),高性能熱管理材料成為科學界和產(chǎn)業(yè)界研發(fā)關注的最前沿熱點。環(huán)氧樹脂具有良好的力學性能、高耐熱性和易加工性,因此被廣泛用于電子封裝行業(yè)。導熱絕緣環(huán)氧樹脂一般分為填充型環(huán)氧樹脂和本征導熱型絕緣液晶環(huán)氧樹脂。填充型導熱環(huán)氧樹脂是指向環(huán)氧樹脂中添加高導熱性無機填料(如Al2O3、Si3N4、AlN、BN等)后所形成的復合材料。本征導熱型絕緣環(huán)氧樹脂是指通過設計和改變分子和鏈節(jié)的結構以形成特殊物理結構(如取向結構、液晶結構和晶體結構等),從而提高樹脂的內(nèi)部結構有序性和導熱系數(shù)的環(huán)氧樹脂。
在環(huán)氧樹脂中添加高導熱性無機填料可以提高樹脂/導熱填料復合材料的導熱性能。然而,有關復合材料導熱性能的研究表明:當填料的導熱系數(shù)大于基體導熱系數(shù)的100倍時,即使填料含量再高,填料的增加對提高復合材料導熱系數(shù)的能力也是微弱的。因此,提高負載導熱填料基體的導熱系數(shù)對提高復合材料整體的導熱系數(shù)至關重要。相比于普通的環(huán)氧樹脂,液晶環(huán)氧樹脂具有高玻璃化轉變溫度,高模量,高韌性和高導熱性的特點,通過分子設計合成高本征導熱環(huán)氧樹脂是實現(xiàn)環(huán)氧樹脂及其復合材料導熱性能突破的新思路。
1、 本征導熱型絕緣液晶環(huán)氧樹脂
本征導熱型絕緣液晶環(huán)氧樹脂(LCER)是一種基于液晶環(huán)氧樹脂單體(LCE)中所含有的液晶基元來調(diào)控交聯(lián)網(wǎng)絡結構的有序性從而提高樹脂本身的導熱系數(shù)(κ)的液晶聚合物。LCE與固化劑在液晶溫度區(qū)間內(nèi)發(fā)生固化反應即可得到具有高導熱性的LCER。LCE由液晶基元、柔性鏈段、環(huán)氧基團三部分組成。其中液晶基元一般是指含有苯環(huán)結構的剛性分子,液晶基元即可通過π-π相互作用控制分子之間的組裝,又可通過其具有的sp3雜化間隔層在分子組裝時施加位阻來阻止結晶的發(fā)生。LCE中柔性鏈段的結構及長度會影響LCE的自組裝行為及其他性能。環(huán)氧基團位于柔性鏈節(jié)的末端,提供了固化時的反應基團。固化后環(huán)氧樹脂的導熱系數(shù)可由Debye公式[式(1)]得到。
κ=1/3Cvul 式 (1)
式中:Cv—體積熱容;u—聲子速度;l—聲子平均自由程。
Cv由樹脂本身的密度、比熱容決定;l 由樹脂的結晶度、取向方向,即聲子的散射程度決定。聲子散射程度越高,樹脂內(nèi)部結構有序度就越小,l 就越小,樹脂導熱性能就越差。LCE分子具有的自組裝能力使其在固化過程中具有自取向特性。該特性可使得LCE在固化的樹脂中形成取向結構微區(qū),從而使得l 增加,提高了樹脂自身的導熱系數(shù)。
1.1 本征導熱型絕緣液晶環(huán)氧樹脂的導熱機理及其導熱性能影響因素
固化后的普通環(huán)氧樹脂屬于無定形聚合物,其熱傳導機制主要依靠分子或原子在其固定位置周圍不規(guī)則排列的熱振動,并將能量依次傳遞給相鄰的分子或原子[如圖1(a)所示],熱在其中的傳播是隨機和緩慢的,因此導熱系數(shù)相對較低。液晶環(huán)氧樹脂晶體部分的熱傳導機制主要依靠排列整齊的晶格的熱振動[如圖1(b)所示],熱能在液晶聚合物中擴散平穩(wěn)、損耗少、熱傳導效率高,從而提高了環(huán)氧樹脂的本征導熱系數(shù)。導熱填料的添加能夠提高LCER復合材料導熱系數(shù),這是因為導熱填料在LCE固化形成液晶疇的過程中被液晶性有序結構排斥發(fā)生聚集,隨著填料的增加,聚集的導熱填料在LCER中形成了連續(xù)的導熱通路,使得復合材料的導熱能力大大提高[如圖1(c)所示]。
圖1 導熱環(huán)氧樹脂的熱傳導機制
Fig.1 Schematic diagram of the thermal conduction mechanism of epoxy resin
LCE 的分子鏈結構,分子間作用力,固化劑,溫度,液晶溫度區(qū)間,外加的磁場、電場、表面張力、拉力等都將影響LCER的導熱性能。
1.1.1 LCE分子鏈結構對LCER導熱系數(shù)的影響
Giang等合成了3種主鏈結構不同的LCE,并研究了LCE主鏈結構對LCE/Al2O3復合材料導熱性能的影響,發(fā)現(xiàn)用4,4’-二氨基二苯砜(DDS)做固化劑固化后的LCE/Al2O3復合材料的導熱性能與LCE結構的有序度密切相關,LCE結構有序度越高,其導熱性能越好。
Yang等以4,4’-二羥基聯(lián)苯、三甘醇和環(huán)氧氯丙烷為原料合成了一種含聯(lián)苯液晶基元的LCE,并以4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)為固化劑,氮化硼(BN)為填料,采用澆鑄法制備了LCER和BN/LCER導熱復合材料。該LCER在135~165 ℃之間具有液晶性,其本征κ高達0.51 W/(m·K)。Akatsuka等合成了含有不同長度烷基鏈芳香酯類LCE,用4,4’-二氨基二苯甲烷固化后得到的樹脂導熱系數(shù)不同,相比烷基鏈長的LCE,含短烷基鏈的LCE能夠提供的液晶基元濃度更高,樹脂有序區(qū)域較大,導熱系數(shù)更高。Hossain等介紹了一種含二苯基二乙炔基的雙功能環(huán)氧樹脂單體(DPDA),該單體與對氨基苯磺酰胺(DDS)在不同溫度下發(fā)生2次拓撲化學聚合后可得到高導熱性的液晶LCER:發(fā)生第1次拓撲化學聚合固化反應后的DPDA分子間形成了鏈間π共軛網(wǎng)絡,此時固化得到樹脂的導熱系數(shù)為0.43 W/(m·K);第1次固化后的DPDA經(jīng)過第2次更高溫的拓撲化學聚合處理后,其導熱系數(shù)可得到進一步的提高,達0.50 W/(m·K)。
液晶環(huán)氧的熔點、清亮點、玻璃化轉變溫度、熱擴散系數(shù)、耐熱和導熱性能會受到介晶基元結構和柔性段長度的影響。提高LCE有序度,減小柔性鏈段的長度,引入π 共軛結構可以提高LCER 的導熱系數(shù)。
1.1.2 分子間作用力對LCER導熱系數(shù)的影響
Jeong等合成含端氰基聯(lián)苯液晶基元的側鏈型液晶環(huán)氧單體LCE-CB04、LCE-CB06、LCE-CB08,并用差示掃描量熱儀(DSC)研究了其與己二胺、4,4’-二氨基二苯醚、對苯二胺三種胺發(fā)生固化反應時的溫度區(qū)間,DSC測試表明只有LCE-CB06/己二胺固化反應溫度是在LCE液晶溫度區(qū)間內(nèi),且其固化后的κ達到了0.46 W/(m·K),遠高于雙酚A型環(huán)氧樹脂[導熱系數(shù)為0.2 W/(m·K) ]和聯(lián)苯型液晶環(huán)氧樹脂[導熱系數(shù)為0.33 W/(m·K)],其導熱性能的提高是因為氰基聯(lián)苯端基之間的偶極-偶極作用、π-π相互作用使得樹脂中形成了高度取向的分子堆砌結構,從而降低了聲子的散射程度,提高了聲子平均自由程,進而提高了樹脂本身的導熱能力。此外,增加LCE與固化劑交聯(lián)點間的非共價作用如范德華力、氫鍵,也可提升固化體系的κ。
1.1.3 固化劑對LCER導熱系數(shù)的影響
環(huán)氧樹脂的固化劑有胺類固化劑、咪唑衍生物、離子型引發(fā)劑3種,這三類固化劑的固化機理各不相同,使用不同類固化劑固化同一種液晶環(huán)氧單體得到的樹脂的液晶性能、導熱性能也會不同。例如,Islam等利用陽離子引發(fā)劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)胺類固化劑線型固化聯(lián)苯型LCE,克服了氨基與環(huán)氧基之間的鍵角限制,使得固化后的LCER保持原有的線型排列,利用陽離子引發(fā)劑固化后的LCER 的κ 達到了0.48 W/(m·K),是用傳統(tǒng)胺類固化劑4,4’-二氨基二苯砜(DDS)固化得到的LCER[κ為0.34 W/(m·K)]的1.4倍,此外,利用陽離子引發(fā)劑去線型固化LCE的固化速率更快,固化工藝更為簡單。
Olamilekan等和Ku等分別用胺類固化劑、咪唑衍生物固化了同一種具有不同長度烷基鏈間隔段的苯甲酸苯酯雙介晶基元液晶環(huán)氧單體,雖然固化的單體相同,但不同固化劑固化樹脂時所呈現(xiàn)的熱力學特征變化趨勢并不相同。胺類固化劑固化LCE時,隨著烷基鏈長度的增長,分子運動能力減小,固化速率減慢;而使用咪唑衍生物固化LCE時,由于烷基鏈越長,分子柔性越大,分子活動能力變大,固化速率加快,交聯(lián)程度也就更高。其中,用咪唑衍生物固化的液晶環(huán)氧樹脂的導熱系數(shù)會隨著烷基鏈長度的增加而減小,但用胺類固化劑固化的LCER并沒有出現(xiàn)導熱系數(shù)隨著烷基鏈間隔段長度的增加而減小的趨勢。
對于同一類固化劑而言,固化劑的結構、官能團數(shù)會影響樹脂所形成的液晶態(tài)類型。Li 等發(fā)現(xiàn)4,4’-聯(lián)苯二酚二縮水甘油醚本身不存在液晶性,若使用對氨基苯磺酰胺在適宜溫度下對其進行固化可得到具有近晶液晶相的液晶環(huán)氧樹脂。Lin等發(fā)現(xiàn)分別使用具有大軸徑比的雙官能團胺類固化劑、四官能團的對氨基苯磺酰胺去固化同一種LCE可以得到不同液晶相的LCER,使用雙官能度固化劑固化LCE可得到向列相的液晶環(huán)氧樹脂,而使用四官能度的對氨基苯磺酰胺固化LCE可得到近晶相的液晶環(huán)氧樹脂,從晶體的有序性而言,近晶相液晶比向列相液晶更穩(wěn)定。在選擇胺類化合物做固化劑時應選擇“雙活性”固化劑,其中高活性基團主要作為鏈延伸劑,而低活性基團主要起交聯(lián)劑的作用。
1.1.4 溫度對LCER導熱系數(shù)的影響
溫度會決定固化后樹脂的液晶相,例如,液晶環(huán)氧單體和固化劑形成的反應混合物只有在向列相溫度(略高于二者共晶形成溫度)區(qū)間內(nèi)發(fā)生反應才有可能獲得近晶相結構的樹脂。LCE固化溫度也會影響LCER的導熱系數(shù),若LCE發(fā)生固化反應時的溫度高于液晶溫度區(qū)間,則固化后得到的樹脂為非晶態(tài)聚合物,其導熱系數(shù)會低于在液晶溫度區(qū)間內(nèi)固化的LCE;若固化反應發(fā)生在LCE 液晶溫度之前,LCE在還沒有轉化成液晶相之前就與固化劑發(fā)生化學反應而被固定,LCE便無法最大程度地實現(xiàn)從固態(tài)到液晶態(tài)的轉變,進而導致固化后的體系有序度降低,影響樹脂的κ 值。導熱填料改性的環(huán)氧樹脂復合材料的κ 可隨所處環(huán)境溫度的升高而提高。這種提高可能是由于環(huán)氧樹脂的熱膨脹系數(shù)大,環(huán)氧樹脂在高溫下可對導熱填料施加更大的壓力,導致填料之間緊密接觸,從而抑制了填料和樹脂之間的界面熱阻,進而提高了復合材料的κ。
1.1.5 液晶溫度區(qū)間對LCER導熱系數(shù)的影響
延長液晶溫度區(qū)間對提高導熱液晶環(huán)氧樹脂的導熱性至關重要。如果LCE液晶溫度區(qū)間過窄,由于LCE固化反應為放熱反應,LCE在固化時放出的熱量將使得部分原本為液晶態(tài)的LCE轉變?yōu)楦飨蛲韵啵瑢е伦罱K固化得到的LCER的有序性結構減少,這對LCER的導熱性不利。另外,液晶溫度區(qū)間過窄會使得復合材料由于相分離作用導致填料的可添加量減少,也就不能獲得具有更高導熱性的復合材料。Kim等通過改變烷基鏈長度合成了3種側鏈型LCE,并采用了熔融共混的方式得到了具有更寬液晶溫度區(qū)間的LCEs共晶混合物,通過DSC研究了這些共晶LCEs與不同固化劑發(fā)生固化反應的溫度區(qū)間,最終篩選出了液晶溫度區(qū)間達47 ℃、用對苯二胺固化后κ 達到了0.4 W/(m·K)的共晶液晶環(huán)氧單體。
1.1.6 外加的磁場、電場、表面張力、拉力對LCER導熱系數(shù)的影響
Harada等研究了在磁場作用下,采用4,4’-二氨基二苯乙烷(DDE)固化LCE,發(fā)現(xiàn)隨著磁場強度的增大,LCER沿磁場方向的導熱系數(shù)會相應增大,κ 最高達到了0.89 W/(m·K),是未在磁場作用下固化的 LCER[κ 為 0.43 W/(m·K)] 的 2 倍 ,此 外 ,LCER/DDE固化體系的熱力學性能在沿磁場方向呈現(xiàn)出了各向異性。Zeng等利用靜電紡絲技術,通過控制液晶環(huán)氧預聚物濃度得到了具有不同直徑的環(huán)氧樹脂纖維,當纖維直徑>500 nm 時,環(huán)氧膜的κ 為0.30 W/(m·K),當纖維直徑減小到380 nm、180 nm時,環(huán)氧膜的κ可增加到0.48 W/(m·K)、0.80 W/(m·K)。楊森元等采用靜電紡絲方法制備了高取向度液晶環(huán)氧纖維薄膜(LCEF),并結合真空抽濾的方法向纖維薄膜中填充納米氮化硼(BNNSs)制備了LCEF/BNNSs復合膜。當LCEF的纖維直徑為280 nm時,其面內(nèi)κ 達到了0.69 W/(m·K),但其面外κ 不高,還不到0.15 W/(m·K),甚至比普通的雙酚A型環(huán)氧樹脂的κ 還要低。添加BNNSs可以提高復合膜的κ ,當纖維直徑為280 nm的復合膜中BNNSs的添加量達到15%(以LCEF質(zhì)量計)時,復合膜的面內(nèi)κ 達到了 5.88 W/(m·K),其面外κ 也有所提高,達到了0.206 W/(m·K)。Tanaka等發(fā)現(xiàn)LCE在具有不同表面自由能的非晶態(tài)鈉-石灰-硅玻璃基板表面固化可以得到κ 不同的LCER,LCE 在具有71.3 mN/m 和72.7 mN/m高表面自由能的基體表面固化形成了垂直排列的近晶A 相液晶,得到的LCER 的κ 分別為2.0 W/(m·K)和5.8 W/(m·K),而在具有46.3 mN/m低表面自由能的基體表面固化形成的是平面排列的液晶,其LCER的κ 為0.41 W/(m·K)。
Li等通過分子動力學模擬發(fā)現(xiàn)未拉伸的平行連接的環(huán)氧樹脂(PLER)具有較高κ 為0.80 W/(m·K),PLER沿鏈內(nèi)方向單軸拉伸后,其κ 可進一步提高至6.45 W/(m·K),若對單鏈環(huán)氧樹脂進行拉伸應變改性,其κ 可提高30倍,達到33.8 W/(m·K)。
1.2 液晶環(huán)氧樹脂常用表征方法
液晶環(huán)氧樹脂單體的液晶相轉變常伴隨著光學性質(zhì)的變化,可采用偏光顯微鏡(POM)和X射線衍射法(XRD)研究該光學變化過程。液晶環(huán)氧樹脂固化反應過程中吸熱放熱都具有一定的規(guī)律性,可用差式掃描量熱法(DSC)探究該固化過程中的動力學性質(zhì)。
1.2.1 DSC
DSC可記錄液晶環(huán)氧樹脂單體的液晶溫度區(qū)間。液晶環(huán)氧單體/固化劑的DSC曲線可觀察到固化劑的熔點、固化反應過程(固化反應開始、峰值、結束時的溫度)。等溫DSC曲線可觀察到單體在某一溫度下固化完成所需要的時間。固化后樹脂的DSC曲線可判斷樹脂單體是否完全固化以及樹脂的玻璃化轉變溫度。
1.2.2 POM
液晶根據(jù)其結構的有序性可以分為向列相液晶、近晶相液晶、膽甾相液晶,這3種液晶中近晶相液晶的有序程度最高,通過POM觀察這些液晶特定的形貌織構可以判斷相應液晶的類型。向列相液晶織構一般為圖2(a)所示的紋影織構,近晶相液晶織構一般為圖2(b)所示的扇形紋影織構。目前還沒有膽甾相液晶環(huán)氧樹脂單體的報道。
圖2 液晶相紋影織構
Fig.2 Liquid crystal phase schlieren texture
1.2.3 XRD
除了POM可以判斷液晶的類型外,通過XRD衍射角的大小也可以判斷液晶的類型。一般小角(2θ在2°~10°)處出峰代表近晶相液晶,寬角處出峰代表向列相液晶。通過XRD也可以探究樹脂的結晶度、晶體尺寸。在XRD中出現(xiàn)衍射峰可證明該物質(zhì)是晶體材料,但并不能證明其是液晶材料,例如4,4’-聯(lián)苯二酚二縮水甘油醚。
2 液晶單體改性環(huán)氧樹脂
固化后的商品化環(huán)氧樹脂(如雙酚A 型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂等)屬于非晶態(tài)無定形聚合物,其內(nèi)部有序程度較低,液晶單體的引入可以提高環(huán)氧樹脂內(nèi)部結構的有序度。Dang等以4,4’-二羥基聯(lián)苯和1,6-二溴己烷為原料,通過一步縮合反應合成了一種含柔性基元的聯(lián)苯液晶小分子(BLCM)。以市售雙酚A環(huán)氧樹脂(E-51)為基體,4,4’-二氨基二苯基甲烷(DDM)為固化劑,BLCM為共固化劑,采用澆鑄法制備高本征導熱型液晶環(huán)氧樹脂(LCER)。隨著BLCM 用量的增加,LCER 中的有序結構增多,LCER的本征導熱系數(shù)變大。當BLCM的用量為60%時(以E-51環(huán)氧樹脂質(zhì)量計),LCER的導熱系數(shù)達到了0.42 W/(m·K),是僅用DDM固化的E-51環(huán)氧樹脂的2.1 倍。Tian 等利用聯(lián)苯型液晶環(huán)氧樹脂(BLCER)對E-51 環(huán)氧樹脂進行改性,發(fā)現(xiàn)當BLCER/E-51 復合材料中BLCER 用量為10% 時(以E-51樹脂質(zhì)量計),材料的耐沖擊性、拉伸強度和彎曲強度分別提高了71%、21%和11%;該復合材料的導熱系數(shù)是純E-51環(huán)氧樹脂的2.26倍;BLCER通過在復合材料中形成的微裂紋和導熱網(wǎng)絡顯著提高了環(huán)氧樹脂的機械韌性和導熱性能。莫海林[35]利用4,4’-聯(lián)苯二酚對雙酚F型環(huán)氧樹脂進行改性,與沒有改性的雙酚F環(huán)氧樹脂相比,4,4’-聯(lián)苯二酚改性的雙酚F型環(huán)氧樹脂固化物具有更高的導熱性和熱穩(wěn)定性、更高的玻璃化轉變溫度以及優(yōu)良的介電性能。
向小蓮等以液晶環(huán)氧功能化改性的碳化硅納米線(SiCNWs-LCE)為高導熱填料,采用液相共混法制得了低填充量且高導熱性的SiCNWs-LCE/LCER復合材料,并研究了高導熱填料的質(zhì)量分數(shù)對LCER導熱性能的影響。未添加導熱填料的LCER導熱系數(shù)為0.33 W/(m·K)。隨著 SiCNWs-LCE質(zhì)量分數(shù)增加,SiCNWs-LCE/LCER復合材料的導熱系數(shù)逐漸增大,當SiCNWs-LCE 質(zhì)量分數(shù)達到20%時,復合材料的導熱系數(shù)增大至 0.72 W/(m·K)。
3、 具有特殊功能的本征導熱型絕緣液晶環(huán)氧樹脂
Lin等合成了一種含酮基液晶基元的LCE,該LCE分別用4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)和4,4’-二氨基二苯砜(DDS)固化后的LCER 的玻璃化轉變溫度均高于230 ℃,且在360 ℃時均能維持熱穩(wěn)定。與普通的雙酚A型環(huán)氧樹脂相比,該LCER交聯(lián)網(wǎng)絡結構具有更高的玻璃化轉變溫度、儲能模量、導熱系數(shù),并且在玻璃態(tài)和橡膠態(tài)時具有更低的熱膨脹系數(shù)。
Yang等以2,2’-雙(羥甲基)丙酸、4-苯基苯酚和環(huán)氧氯丙烷為原料合成了一種基于聯(lián)苯液晶基元的側鏈型液晶環(huán)氧單體(S-LCE)。然后通過環(huán)氧硫醇親核開環(huán)反應和包覆法制備了兼具自愈性能的本征導熱型液晶環(huán)氧膜(LCEF)。S-LCE 從室溫至160 ℃都呈現(xiàn)出向列相液晶態(tài),LCEF保持了向列相液晶的性能,并表現(xiàn)出高度的本征導熱性和優(yōu)異的自愈性能。LCEF 的面外κ 和面內(nèi)κ 分別達到了0.33 W/(m·K)和1.25 W/(m·K),其抗拉強度達到了10.6 MPa,經(jīng)過拉伸斷裂強度的1次和4次自愈循環(huán)后,其抗拉強度依然有原本強度的90.6%和61.3%。
Kawamoto等研究發(fā)現(xiàn)導熱性能優(yōu)異的聯(lián)苯型液晶環(huán)氧樹脂(BLCER)由于其高密度結構,具有做為儲氫容器的潛能,且BLCER有序度越高,氫在其中的擴散能力越弱,越有利于氫在LCER材料中的安全貯存。
4、 結 語
LCER由于其局部微觀有序結構的存在,減小了聲子散射程度,使得聲子平均自由程增長,樹脂本征導熱性能得到了提高。LCE的分子鏈結構、分子間作用力、固化劑、固化溫度、液晶溫度區(qū)間、磁場、電場、表面張力、拉力等都會影響LCER 的導熱性。DSC、POM、XRD是研究導熱液晶環(huán)氧樹脂使用的表征方法。用液晶單體對環(huán)氧樹脂進行改性,不僅提高了樹脂的導熱性能,還能保持甚至是提升普通環(huán)氧樹脂原有的性能。在LCE 中引入特殊基團可以賦予LCER 特殊的性能,這為LCER 的發(fā)展提供了新的思路。
雖然在液晶環(huán)氧樹脂的本征導熱機理方面和樹脂有序結構對聲子傳熱的影響機制方面的研究已經(jīng)取得很大進展,但液晶環(huán)氧樹脂的發(fā)展還存在如下幾方面的不足:(1)液晶環(huán)氧樹脂單體的合成成本較高,其固化工藝較為復雜;(2)液晶環(huán)氧樹脂結構與其導熱性能之間的調(diào)控機制并不明確;(3)液晶環(huán)氧樹脂無法兼顧高介電強度和高導熱性能這2種性能,也難以避免其在某些力學性能方面的下降。
未來對液晶環(huán)氧樹脂的研究可以從樹脂單體分子結構的設計出發(fā),在提高樹脂的本征導熱性能的同時要保證樹脂具有較高的韌性、強度和絕緣性等性能。應近一步優(yōu)化液晶環(huán)氧樹脂的合成方案,使得液晶環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)更簡單、高效,從而推動其在工業(yè)上的生產(chǎn)。
高導熱性、各種機械性能優(yōu)異的絕緣液晶環(huán)氧樹脂的發(fā)展必將推動環(huán)氧樹脂在能源管理、人工智能、航空航天等方面的應用。
來源:涂料工業(yè)