石墨烯和碳纳米管高压均质化制备低填料含量导热聚乙烯复合材料

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导热聚合物复合材料管道已被用于替代易腐蚀的金属管道。然而，基体热导率低是限制其应用的关键因素。本研究提出采用石墨烯和碳纳米管（CNT）大尺寸剥离技术，制备低填料含量的导热聚乙烯纳米复合材料。在聚乙烯吡咯烷酮存在下，利用高压均质机对膨胀石墨和CNT进行共分散。该分散方法能够保持石墨烯和CNT的高纵横比，减少缺陷产生，这对于在纳米复合材料中建立长程导热通路至关重要。同时，该方法使石墨烯和CNT填料具有高产率和高效率。通过优化组分配比，将填料分散到聚乙烯中，可获得机械性能增强的导热复合材料。填料含量为5.22 wt.%的纳米复合材料热导率达到1.265 W·m⁻¹·K⁻¹，是纯聚乙烯的3.94倍，机械强度提高42%，实现了热导率和机械强度的同步提升。

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