導熱界面材料通常是向聚合物基體添加高導熱填料制備成的一種聚合物復合材料，大多數的聚合物復合材料的熱導率較低，導熱性能的提高主要依賴于導熱填料。 多功能集成也是導熱填料技術發展的必然趨勢。在現代電子設備中，如智能手機、筆記本電腦等，不僅需要材料具備良好的導熱性能，還需要具備絕緣、電磁屏蔽等多種特性。為了滿足這些需求，研究人員可通過將導熱填料與絕緣材料、電磁屏蔽材料等進行復合，可以實現多種功能的集成。 在尖端電子設備與能源系統的熱管理領域，傳統有機散熱材料已顯現出明顯性能局限。當采用無機填料增強方案時，材料體系內部卻頻繁產生多尺度結構缺陷——分散不均的填料形成熱傳導屏障，界面處的能量損耗持續加劇，甚至出現功能性組分分離失效。為何必須對填料實施"表面改性技術工程"？ 無機填料與有機基體間的本征屬性差異構成了根本性矛盾。以典型無機填料為例，其表面化學特性與聚合物網絡存在顯著錯配，這種不相容性不僅誘發填料聚集形成熱阻區，更會在兩相界面產生大量微觀缺陷，導致熱能傳遞路徑的中斷。解決辦法：導熱填料表面改性 導熱填料的表面改性是制備高導熱復合材料的關鍵一步。導熱填料的表面改性不僅能改善其在聚合物基體中的分散性，減少自身的團聚現象，還能增強填料粒子與聚合物基體之間的作用力，增強導熱填料與基體的界面相容性，減少界面上的空隙，減小二者之間的界面散射熱阻，進而提高復合材料的導熱與其他性能。 很多表面改性劑已被用于改性填料表面以減少界面熱阻，包括表面活性劑、偶聯劑、有機硅烷和鈦酸鹽、功能聚合物和無機涂料等。
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硅烷偶聯劑是常用于表面處理的方法之一。不同硅烷偶聯劑對無機顆粒進行表面修飾可以有效地在無機顆粒表面引入不同基團，如環氧基，氨基等。引入的基團與聚合物基體間發生共價結合，使得無機顆粒與基體間有較為平滑的接觸界面，大大降低了界面接觸熱阻，從而提高復合材料的熱導率。需要注意的是，引入不同的基團對其熱導率的改善效果也不盡相同，這是因為不同基團對不同基體的結合程度不同。 表面接枝改性是指將表面接有活性基團的無機粒子分散至引發單體中，然后經引發劑作用，單體在無機粒子表面聚合形成包覆層。表面接枝的聚合物有聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸縮水甘油酯、超支化聚合物等。同樣地，對無機顆粒進行表面接枝，在其表面引入終端基團同樣可以起到相同的效果。 除對導熱填料進行表面修飾提高界面相容性外。還可以通過在填料周圍包裹其他材料來提高整個復合體系的導熱性能。該種方法往往形成一個核-殼結構，在內部的高導熱粒子特性與包裹層性質的同時影響下，使復合材料具有更加優異的物理化學性能。 東超新材導熱填料的研究正從單一性能優化向多功能復合化、綠色化方向邁進。隨著納米技術和制備工藝的突破，導熱材料將在5G通信、新能源汽車等領域發揮更關鍵作用。
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?參考資料：粉體圈
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