Page 95 - 《精细化工》2022年第6期

第 6 期 赵梦阳，等: 导热增强聚氨酯基柔性定形相变材料的制备及性能
由图 11a 可以看到 ， 在不同温 度 下 ， PU/
APDMS-1/CNTs 的表面温度最高分别为 37.6、42.8、
52.0、60.1、69.8 ℃，该材料将芯片表面温度降低了
2.4、7.2、8.0、9.9、10.2 ℃，有效地将芯片表面温
度更快地传递到外界环境中，降低了芯片表面工作
温度，减小了芯片因工作温度过高而损坏的风险。
同时由图 11b 可以看到，在散热片 55 ℃下，
PU/APDMS-1/CNTs 可以很好地贴合散热片进行弯
曲运动。由图 11c 可知，散热片处于伸直和弯曲的
状态时，贴附于表面的 PU/APDMS-1/CNTs 的温度
分布是很均匀的，且不受散热片运动影响。
最后对 PU/APDMS-1/CNTs 进行反复弯折 100
次后，进行 DSC 和拉伸测试，结果如图 12 所示。
由图 12a、b 可见，反复弯折 100 次对其相变性能及
柔韧性基本无影响。由图 12c 可以看到，其表面形
态几乎没有变化，证明 PU/APDMS-1/CNTs 可以在
柔性芯片热管理中重复利用。
图 12 PU/APDMS-1/CNTs 反复弯曲 100 次后的 DSC 曲
线（a）、应力-应变曲线（b）及形态对比照片（c）
Fig. 12 DSC curves (a), stress-strain curves (b) and morphological
comparison photos (c) of PU/APDMS-1/ CNTs after
repeated bending for 100 times
3 结论
以 PEG10000 和 APDMS 为软段、TDI 为硬段、
·1161·
CNTs 为功能性材料，通过一锅法制备了导热增强聚
氨酯基柔性定形相变材料。其中，PU/APDMS-1/
CNTs 的相变焓值为 88.3 J/g，具有良好的热稳定性
和定形效果。APDMS 的加入明显改善了相变材料
的柔性性能，该材料可以很好地弯曲旋转。均匀掺
杂的 CNTs 使 PU/APDMS-1/CNTs 能够实现光热转
换和热能存储，其光热转换和热能存储效率为
62.8%，与未加入 CNTs 的柔性相变材料相比，导热
性能增强，升降温速率提高了 1.76 倍，PU/APDMS-1/
CNTs 有效地将模拟柔性芯片的散热片表面温度
（40、50、60、70、80 ℃）降低了 2.4、7.2、8.0、9.9、
10.2 ℃，同时可以很好地贴附于柔性散热片表面，
随之弯曲且不受运动影响其温度分布，在反复弯折
100 次后，相变性能、柔韧性及形态仍能保持原状。
PU/APDMS/CNTs 柔性相变材料改善了传统相变材
料刚性大、易断裂的问题，可以更好地贴合于微小
复杂的器件设备，适合更多的应用场景。此外，
PU/APDMS/CNTs 的光热转换和导热增强性能有望
为设计柔性光热转换设备的热管理应用提供参考。
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