
《中国塑料》编辑部 ©2008-2024 版权所有
地址:北京市海淀区阜成路11号 邮编:100048
编辑部:010-68985541 联系信箱:cp@plaschina.com.cn
广告部/发行部:010-68985253 本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发
中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (2): 106-111.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.020
• 综述 • 上一篇
王艺晓1, 方宇轩1, 侯佳乐1, 刘国玲2, 郝旭峰3, 吴新锋1()
收稿日期:
2024-04-29
出版日期:
2025-02-26
发布日期:
2025-02-27
通讯作者:
吴新锋(1982—),男,教授,从事高分子复合材料的制备研究, xfwu@sspu.edu.cn基金资助:
WANG Yixiao1, FANG Yuxuan1, HOU Jiale1, LIU Guoling2, HAO Xufeng3, WU Xinfeng1()
Received:
2024-04-29
Online:
2025-02-26
Published:
2025-02-27
Contact:
WU Xinfeng
E-mail:xfwu@sspu.edu.cn
摘要:
总结和分析了高导热氮化硼高分子相变材料(PCMs)的制备方法,包括共混法、自组装成型法、冰模板法、纺丝法和磁取向法,同时探讨了影响热导率与相变潜热的影响因素。
中图分类号:
王艺晓, 方宇轩, 侯佳乐, 刘国玲, 郝旭峰, 吴新锋. 高导热氮化硼高分子相变材料的研究进展[J]. 中国塑料, 2025, 39(2): 106-111.
WANG Yixiao, FANG Yuxuan, HOU Jiale, LIU Guoling, HAO Xufeng, WU Xinfeng. Research progress in highly thermally conductive boron nitride polymer⁃based phase change material[J]. China Plastics, 2025, 39(2): 106-111.
方法 | 材料 | 热导率/W·(m·K) -1 | 潜热/J·g-1 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|
共混法 | 六方氮化硼、棕榈酸、烯烃嵌段共聚物 | 0.299(10 % h⁃BN) | — | [ |
共混法 | 六方氮化硼、正十八烷、硬脂酸 | 0.322(10 % h⁃BN) | 202.1 | [ |
共混法 | 六方氮化硼、肉豆蔻酸 | 0.238(2 % h⁃BN) | 201.4 | [ |
共混法 | 六方氮化硼、月桂酸 | 0.261(2 % h⁃BN) | 184.4 | [ |
共混法 | 六方氮化硼、聚乙二醇 | 0.191(2 % h⁃BN) | 160.0 | [ |
共混法 | 六方氮化硼、聚丙烯酸十四酯 | 0.62(20 %h⁃BN) | — | [ |
共混法 | 六方氮化硼、聚乙二醇、石墨烯纳米板 | 3.63(15 %h⁃BN) | 119.3 | [ |
共混法 | 六方氮化硼、肉豆酱酸、氧化镁 | 0.52±0.02(14 %h⁃BN) | 140.4 | [ |
方法 | 材料 | 热导率/W·(m·K) -1 | 潜热/J·g-1 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|
共混法 | 六方氮化硼、棕榈酸、烯烃嵌段共聚物 | 0.299(10 % h⁃BN) | — | [ |
共混法 | 六方氮化硼、正十八烷、硬脂酸 | 0.322(10 % h⁃BN) | 202.1 | [ |
共混法 | 六方氮化硼、肉豆蔻酸 | 0.238(2 % h⁃BN) | 201.4 | [ |
共混法 | 六方氮化硼、月桂酸 | 0.261(2 % h⁃BN) | 184.4 | [ |
共混法 | 六方氮化硼、聚乙二醇 | 0.191(2 % h⁃BN) | 160.0 | [ |
共混法 | 六方氮化硼、聚丙烯酸十四酯 | 0.62(20 %h⁃BN) | — | [ |
共混法 | 六方氮化硼、聚乙二醇、石墨烯纳米板 | 3.63(15 %h⁃BN) | 119.3 | [ |
共混法 | 六方氮化硼、肉豆酱酸、氧化镁 | 0.52±0.02(14 %h⁃BN) | 140.4 | [ |
方法 | 材料 | 热导率/ W·(m·K) -1 | 潜热/ J·g-1 | 参考 文献 |
---|---|---|---|---|
自组装法 | 六方氮化硼、 多壁碳纳米管 | 1.21(10 % h⁃BN) | 109.1 | [ |
自组装法 | 六方氮化硼、 石墨烯 | 1.44(25 %h⁃BN) | 208.3 | [ |
自组装法 | 六方氮化硼、 碳化硅纳米线 | 4.22(3.17 %h⁃BN) | — | [ |
自组装法 | 六方氮化硼、石蜡、 聚二甲基硅氧烷 | 1.44(28.6 %h⁃BN) | — | [ |
方法 | 材料 | 热导率/ W·(m·K) -1 | 潜热/ J·g-1 | 参考 文献 |
---|---|---|---|---|
自组装法 | 六方氮化硼、 多壁碳纳米管 | 1.21(10 % h⁃BN) | 109.1 | [ |
自组装法 | 六方氮化硼、 石墨烯 | 1.44(25 %h⁃BN) | 208.3 | [ |
自组装法 | 六方氮化硼、 碳化硅纳米线 | 4.22(3.17 %h⁃BN) | — | [ |
自组装法 | 六方氮化硼、石蜡、 聚二甲基硅氧烷 | 1.44(28.6 %h⁃BN) | — | [ |
方法 | 材料 | 热导率/ W·(m·K) -1 | 潜热/ J·g-1 | 参考 文献 |
---|---|---|---|---|
冰模板法 | 六方氮化硼、 石墨烯 | 0.85(10 % h⁃BN) | 165.4 | [ |
冰模板法 | 六方氮化硼、 聚氨酯、石蜡 | 0.96(3.5 % h⁃BN) | 140.4 | [ |
冰模板法 | 六方氮化硼、 氧化石墨烯纳米片 | 1.12(90 % h⁃BN) | 187.2 | [ |
冰模板法 | 六方氮化硼、 壳聚糖、石蜡 | 1.14(41 % h⁃BN) | 118.4 | [ |
冰模板法 | 六方氮化硼、聚乙二醇、氧化石墨烯 | 1.06(14.4 % h⁃BN) | — | [ |
方法 | 材料 | 热导率/ W·(m·K) -1 | 潜热/ J·g-1 | 参考 文献 |
---|---|---|---|---|
冰模板法 | 六方氮化硼、 石墨烯 | 0.85(10 % h⁃BN) | 165.4 | [ |
冰模板法 | 六方氮化硼、 聚氨酯、石蜡 | 0.96(3.5 % h⁃BN) | 140.4 | [ |
冰模板法 | 六方氮化硼、 氧化石墨烯纳米片 | 1.12(90 % h⁃BN) | 187.2 | [ |
冰模板法 | 六方氮化硼、 壳聚糖、石蜡 | 1.14(41 % h⁃BN) | 118.4 | [ |
冰模板法 | 六方氮化硼、聚乙二醇、氧化石墨烯 | 1.06(14.4 % h⁃BN) | — | [ |
方法 | 材料 | 热导率/ W·(m·K) -1 | 潜热/J·g-1 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|
纺丝法 | 六方氮化硼、纤维素纳米纤维、壳聚糖 | 4.005(10 % h⁃BN) | 103 | [ |
纺丝法 | 六方氮化硼、聚酰亚胺、 聚多巴胺 | 1.26(10 % h⁃BN) | — | [ |
方法 | 材料 | 热导率/ W·(m·K) -1 | 潜热/J·g-1 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|
纺丝法 | 六方氮化硼、纤维素纳米纤维、壳聚糖 | 4.005(10 % h⁃BN) | 103 | [ |
纺丝法 | 六方氮化硼、聚酰亚胺、 聚多巴胺 | 1.26(10 % h⁃BN) | — | [ |
1 | Jiang T, Xu K, Wang Y,et al.In situ construction of high⁃thermal⁃conductivity and negative⁃permittivity epoxy/carbon fiber@carbon composites with a 3D network by high⁃temperature chemical vapor deposition[J].ACS Appl Mater Interfaces,2023,15(46):54 027⁃54 038. |
2 | Jiang Tao, Wang Ying, Xu Kang, et al. Highly thermally conductive and negative permittivity epoxy composites by constructing the carbon fiber/carbon networks [J]. Composites Communications, 2023: 39101560. |
3 | Guo Sihua, Chen Shujin, Amos Nkansah, et al. Toward ultrahigh thermal conductivity graphene films [J]. 2D Materials, 2022, 10(1):014002. |
4 | Shi Shanshan, Jiang Tao, Wang Ying, et al. Review on the construction of thermal conductive organic phase change materials by three⁃dimensional network method [J]. Journal of Materials Science, 2023, 58(34):13 580⁃13 604. |
5 | Cao Xing, Zhang Ruiqi, Zhang Ning, et al. Flexible composite phase change material with improved hydrophobicity and thermal conductivity characters for thermal management [J]. Journal of Energy Storage, 2023, 72:108641. |
6 | Su Di, Jia Yuting, Guruprasad Alva, et al. Preparation and thermal properties of N⁃octadecane/stearic acid eutectic mixtures with hexagonal boron nitride as phase change materials for thermal energy storage [J]. Energy and Buildings, 2016, 131:35⁃41. |
7 | Mohammed Ouikhalfan, Ahmet Sarı, Gökhan Hekimoğlu, et al. Thermal energy storage properties, thermal conductivity, chemical/and thermal reliability of three different organic phase change materials doped with hexagonal boron nitride [J]. Surfaces and Interfaces, 2022, 32:102176. |
8 | Li Shuqin, Wang Haixia, Mao Huiqin, et al. Enhanced thermal management performance of comb⁃like polymer/boron nitride composite phase change materials for the thermoregulated fabric application [J]. Journal of Energy Storage, 2021, 40:102826. |
9 | Xue Sen, Lei Chuxin, Liu Dingyao, et al. Thermo⁃conductive phase change materials with binary fillers of core⁃shell⁃like distribution [J]. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2021, 144:106326. |
10 | Zhang Huan, Wang Wenze, Fu Tingwei, et al. Fabrication and thermal properties of novel myristic acid/MgO/BN composite phase change materials for thermal energy storage [J]. Journal of Materials Research, 2023, 38(12):3 151⁃3 159. |
11 | Yang Yukai, Xia Yongpeng, Chen Fazhan, et al. Hexagonal boron nitride⁃induced lamellar⁃structured flexible phase change film for temperature⁃controlled information storage and wearable thermal regulation [J]. Journal of Energy Storage, 2023, 72:108443. |
12 | Xia Y, Li Q, Ji R, et al.Multielement synergetic effect of boron nitride and multiwalled carbon nanotubes for the fabrication of novel shape⁃stabilized phase⁃change composites with enhanced thermal conductivity[J].ACS Appl Mater Interfaces,2020,12(37):41 398⁃41 409. |
13 | Hui S, Ji R, Zhang H, et al. N⁃octadecane encapsulated by assembled BN/GO aerogels for highly improved thermal conductivity and energy storage capacity [J]. Nanomaterials (Basel), 2023, 13(16):2317. |
14 | Xiao Chao, Guo Yujie, Tang Yunlu, et al. Epoxy composite with significantly improved thermal conductivity by constructing a vertically aligned three⁃dimensional network of silicon carbide nanowires/ boron nitride nanosheets [J]. Composites Part B: Engineering, 2020, 187:107855. |
15 | Du Qingyuan, Li Chenglin, Sun Jingyao, et al. Efficient preparation of polydimethylsiloxane⁃based phase change composites by forced network assembly with outstanding thermal management capability [J]. Journal of Polymer Research, 2023, 30(4) :158. |
16 | Wang Zhuoya, Zhang Kaihang, Zhang Bing, et al. Ultrafast battery heat dissipation enabled by highly ordered and interconnected hexagonal boron nitride thermal conductive composites [J]. Green Energy & Environment, 2022, 7(6): 1 401⁃1 410. |
17 | Qian Zhenchao, Shen Heng, Fang Xin, et al. Phase change materials of paraffin in h⁃BN porous scaffolds with enhanced thermal conductivity and form stability [J]. Energy and Buildings, 2018, 158:1 184⁃1 188. |
18 | Ren Shibing, Yan Jiamin, Li Min, et al. High thermal conductive shape⁃stabilized phase change materials based on water⁃borne polyurethane/boron nitride aerogel [J]. Ceramics International, 2023, 49(6): 8 945⁃8 951. |
19 | Xu L, Ding Y, Wang L. Self⁃assembled boron nitride nanosheet⁃based aerogels as support frameworks for efficient thermal energy storage phase change materials [J]. RSC Adv, 2023, 13(48): 34 291⁃34 298. |
20 | Du Guohao, Lai Xin, Hu Jianfeng, et al. Construction of high thermal conductive boron Nitrid@Chitosan aerogel/ paraffin composite phase change material [J]. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2022, 240:111532. |
21 | Yang Guoqing, Zhao Lunyu, Shen Chuanfei, et al. Boron nitride microsheets bridged with reduced graphene oxide as scaffolds for multifunctional shape stabilized phase change materials [J]. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2020, 209:110441. |
22 | Fang H, Lin J, Zhang L, et al. Fibrous form⁃stable phase change materials with high thermal conductivity fabricated by interfacial polyelectrolyte complex spinning [J]. Carbohydr Polym, 2020, 249: 116836. |
23 | Xie Fan, Dai Qiyang, Zhuo Longhai, et al. Boron nitride nanosheets modified with polydopamine and polyimide nanofibers as flexible thermal management materials [J]. ACS Applied Nano Materials, 2024, 7(1): 1 089⁃1 098. |
24 | Cao Hong, Li Yuan, Xu Weidi, et al. Leakage⁃proof flexible phase change gels with salient thermal conductivity for efficient thermal management [J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 10:3444. |
[1] | 曾玉, 唐鹿. 氮化硼对纳米洋葱碳/硅橡胶复合材料的介电和力学性能的影响[J]. 中国塑料, 2025, 39(1): 25-30. |
[2] | 谭剑, 王俊竹, 李帅, 刘欣烨. 相变微胶囊的制备、性能评价及相变沥青的性能分析[J]. 中国塑料, 2024, 38(9): 1-7. |
[3] | 曹帅, 姜涛, 刘雄, 王瑛, 李文戈, 吴新锋. MXene导热复合材料的制备研究进展[J]. 中国塑料, 2024, 38(6): 139-144. |
[4] | 郑晨潇, 刘嘉淇, 崔彦岗, 刘泽勤, 田绅, 曹艺宝. 相变蓄热地板的研究现状与展望[J]. 中国塑料, 2024, 38(10): 70-74. |
[5] | 王振汉 陈华岩 袁彦超 刘述梅 赵建青. 短切/连续碳纤维协同增强本征导热环氧树脂基复合材料研究[J]. , 2023, 37(4): 1-10. |
[6] | 张强, 张健, 林琳, 刘静, 王天贺. 相变储能微胶囊壁材传热强化措施研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 187-196. |
[7] | 杨小龙, 陈文静, 李永青, 闫晓堃, 王修磊, 谢鹏程, 马秀清. 导电型聚合物/石墨烯复合材料的研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 165-173. |
[8] | 张云峰, 钟威, 张璐, 兰志兴, 董志博. 液体石蜡/聚砜树脂/纳米SiO2复合相变材料的制备及性能表征[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 32-38. |
[9] | 刘文, 师文钊, 刘瑾姝, 陆少锋, 周红娟. 电致形状记忆复合材料研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(4): 175-189. |
[10] | 张周雅, 白世建, 张玉霞, 周洪福, 宫芳芳, 唐雪古丽, 王斌. 高分子材料导热性能影响因素研究进展[J]. 中国塑料, 2021, 35(9): 156-165. |
[11] | 吴朝廷, 陈华艳, 张文欣, 吕晓龙. 碳纳米管分散强化PVDF复合薄膜导热性能探究[J]. 中国塑料, 2021, 35(7): 25-31. |
[12] | 张一辉, 王从龙, 陈士宏, 王向东. 聚醚酰亚胺发泡技术研究进展[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 124-132. |
[13] | 杨小龙, 李永青, 闫晓堃, 陈文静, 马秀清. 聚合物/石墨烯阻气型复合材料的研究进展[J]. 中国塑料, 2021, 35(12): 145-153. |
[14] | 方云峰, 马骉, 王小庆, 康兴祥, 汤宇婷. 单组分环氧树脂用潜伏型固化剂研究进展[J]. 中国塑料, 2021, 35(12): 154-165. |
[15] | 李城城, 徐杰, 赵文坚, 黄聪, 钟进福. 导热绝缘PE-LD/PE-g-MAH/h-BN泡沫塑料的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2020, 34(9): 27-32. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||