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 隨著電子器件逐漸向微型化和集成化方向發展，大功率集成電路的散熱問題已成為影響電子器件的性能穩定性、運行可靠性和壽命耐久性的關鍵性因素，迫切需要使用具有更佳導熱性能的復合材料來作為電子封裝材料、主板、結構件等。聚合物具有質輕價廉和易加工成型等優點，而常見聚合物基體的本征熱導率較低，并且不具備單獨用作導熱材料的能力，因此，如何有效提高導熱復合材料中聚合物基體的導熱性能成為其作為電子器件熱管理材料亟待解決的關鍵技術之一。

石墨烯二維結構

石墨烯作為一種二維碳納米材料，具有較高的電子遷移率 (15000~52700 cm2/(V·s))和熱導率(3080~5150 W/(m·K))[1-2]，其可在聚合物基體中為聲子的熱傳遞構建極佳的導熱通道，從而有效地改善聚合物基石墨烯復合材料的導熱性能。例如Shi等[3]在外加磁場的誘導作用下，制備出可在取向方向上形成高效導熱路徑的Fe3O4@磁化石墨烯/硅橡膠復合材料。當磁化石墨烯(MG)的含量為5.0 wt%時，該材料的平面熱導率達到0.6 W/(m·K)。若石墨烯未經表面功能化，則復合材料整體熱導率的提高幅度受限，由此可見，石墨烯表面功能化對于復合材料導熱性能的提高具有重大作用。

石墨烯和聚合物基體間的高界面熱阻和弱界面作用是影響復合材料體系熱傳遞的主要因素，通過對石墨烯進行表面功能化是解決上述問題的一種非常有效的技術手段[4]。石墨烯表面功能化可分為非共價鍵功能化和共價鍵功能化[5]。

Zong等[6]通過在氨基丙基異丁烯多面體低聚倍半硅氧烷(ApPoss)和氧化石墨烯之間形成酰胺基團成功構建出 ApPoss-石墨烯/環氧樹脂復合材料。實驗表明，ApPoss與環氧樹脂基體之間的相容性好并且聲子轉移散射小；當石墨烯含量為0.3 wt%時，復合材料熱導率為0.3 W/(m·K)。接枝在氧化石墨烯上的ApPoss有效地阻礙了氧化石墨烯在聚合物基體中的聚集，同時作為連接氧化石墨烯和環氧樹脂鏈段的表面功能化活性位點，使材料的導熱性能顯著提高。

Cao等[7]采用原位生長法制備了金剛石/石墨烯/銅復合材料，研究發現，石墨烯在銅顆粒表面的原位生長促使了兩者之間形成牢固的共價鍵合，改善了金剛石和銅界面的潤濕性，從而使得界面熱導率提高了3.7倍，復合材料的熱導率較沒有石墨烯夾層提高了61.0%(572.9 W/(m·K))，該研究為金剛石/銅復合材料的界面功能化提供了一種新的途徑。

Dong等[8]采用一鍋法對丁苯橡膠（SBR）進行改性，制備出SBR/M-G納米復合材料，通過2-巰基苯并噻唑(M)對氧化石墨烯進行同步化學還原和表面修飾，使得rGO與M之間形成化學共價接枝，不僅減少了石墨烯的不可逆團聚，而且改善了兩相界面相互作用。結果表明，當填料用量為8 phr（每百份橡膠含量）時，SBR/M-G復合材料的熱導率較純SBR提高了51.0%。

Fang等[9]利用π-π相互作用將聚多巴胺(PDA)包覆在三維石墨烯泡沫(GF)表面，促使PDA的官能團與3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)進行化學反應。然后，將改性后的GF進一步壓縮(c-GF) 以提高密度，并用聚二甲基硅氧烷(PDMS)浸潤，最終制備出c-GF/PDA/APTS/PDMS復合材料。當GF含量為11.6 wt%時，該復合材料面內熱導率為28.8 W/(m·K)，面外熱導率為1.6 W/(m·K)，優異的導熱性能使得該材料具有巨大的工業化應用潛力。

同時墨睿科技團隊研發出一種石墨烯改性導熱PC（聚碳酸酯）母粒。該產品是基于關鍵制備技術來精準調控氧化石墨烯的片徑、層數和活性官能團等特性指標，并巧妙利用其表面豐富的活性官能團與機械法石墨烯納米片進行改性結合，最后采用分散霧化技術進行粉體之間的均勻包覆，從而形成導熱通路，達到1+1＞2的導熱散熱作用。這樣不僅保證了PC原有力學性能，還將其導熱系數由0.2W/(m·K)提高至1.0W/(m·K)，面內導熱系數達到了3.0 W/(m·K) ，另外通過熱模擬測試驗證發現，相較于市面上已售的導熱PC，同等條件下本產品可將熱源熱量在材料內實現快速均勻傳導，防止其積聚造成的局部溫度過高，熱源溫度得以大幅降低。本產品適用于注塑、熱壓等成型工藝，用于制造各種電子產品器件外殼等結構件，來解決應用當中遇到的熱管理問題，同時，可滿足產品對便攜性和輕量化的需求，減少其它功能填料的用量。

石墨烯改性導熱PC母粒

導熱PC材料熱模擬測試結果

綜上所述，石墨烯表面功能化可以有效改善界面相互作用，降低其與聚合物基體間的界面熱阻，對于提高復合材料的熱導率具有十分積極的作用。