论文题目：新型氮化硼基导热填料的合成及其对苯并恶嗪/环氧树脂导热性能影响的研究

本科学生：许远琳

指导老师：吴唯教授

论文简介：

随着电机、电气及微电子设备向着集成化、小型化和高功率化的不断发展，产生的热扩散问题制约着设备器件长期稳定的使用。为了解决封装材料高效散热的问题，本课题合成了新型杂化填料BN@CNTs，然后将其加入到苯并噁嗪（BOZ）/环氧树脂（EP）体系中，制备ZE64/BN@CNTs导热复合材料。采用红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）和热重分析（TGA）对BN@CNTs的结构进行表征和分析；通过热线法测量复合材料的导热系数来研究BN@CNTs对复合材料的导热性能的影响，同时采用FT-IR、SEM、TGA、差式扫描量热分析（DSC）和高绝缘电阻测量仪来研究BN@CNTs对复合材料的固化行为、热稳定性以及电性能的影响。研究结果表明：所合成的新型杂化填料BN@CNTs中CNTs含量为7.6 wt%；与BN相比，所合成的BN@CNTs在ZE64树脂基体中更易互相接触形成三维导热通路，从而提高复合材料的导热性能；25 wt%的BN@CNTs填充下，复合材料的导热系数为0.9011 W·m^-1·K^-1，比ZE64树脂的导热系数提高了302.1%；复合材料的起始固化温度随着BN@CNTs填充量的增加而提高，BN@CNTs对ZE64树脂的固化有轻微的抑制作用；BN@CNTs的填充使复合材料的热分解温度升高，失重率减少，提高了复合材料的耐热性；BN@CNTs对ZE64树脂的电性能的影响不大，制得的ZE64/BN@CNTs属于导热绝缘材料。

论文题目：BN/TPU隔离相导热复合材料制备及性能研究

本科学生：冯兰

指导老师：吴唯教授

论文简介：

  芳纶纤维因具有极其优异性能而被广泛用作高性能的结构和功能材料。然而芳纶纤维的分子结构导致芳纶纤维呈现较大的惰性，需要其表面加以修饰。而热塑性聚氨酯树脂（TPU）具有优异的性能，是高性能纤维常用的基体材料之一。

    本文用液体生长法，使用ZnO纳米颗粒对芳纶纤维进行表面改性，并利用SEM技术、EDS和TG实验分析改性芳纶纤维将改性芳纶纤维表面结构和化学组成以及改性芳纶纤维的热稳定性，进而分析与评价纤维与树脂基体之间的界面粘结性能。在此基础之上，通过熔融共混的方法，将改性芳纶纤维与热塑性聚氨酯树脂为原料制备芳纶纤维/聚氨酯树脂复合材料，通过偏光显微镜观察复合材料内部纤维分布情况，并测试了复合材料的力学性能与热稳定性。通过与未改性芳纶复合材料的对比，讨论了芳纶纤维表面改性对复合材料的性能影响。

  结果表明，使用ZnO纳米颗粒进行表面改性的芳纶纤维表面会生长出均匀致密的ZnO纳米颗粒，纤维表面变粗糙，增大了芳纶纤维与树脂基体的界面粘结力，使其复合材料的拉伸强度大大高于未改性芳纶纤维复合材料。但改性芳纶纤维复合材料的热稳定性却比未改性芳纶纤维复合材料稍差。

论文题目：膨胀石墨/石墨烯/热塑性聚氨酯弹性体三元共混体系的导热性能和导热机理研究

本科学生：陶俊

指导老师：吴唯教授

论文简介：

随着微电子领域的快速发展，对电子元器件导热性能的要求也越来越高，因此需要导热性能优良的导热高分子复合材料以应对不同的需求。目前作为研究重点的填充型导热高分子材料若添加单一组分填料，则需要大量添加，但在提升导热性能的同时会降低材料的加工和机械性能。为了解决这一问题，本研究通过粉末加工方式控制填料在基体中的分布状态，使填料呈现隔离相网络结构，改善填料在复合体系中的分布状态并形成良好的导热网络。在实验中选用热塑性聚氨酯（TPU）为聚合物基体，高导热六方氮化硼（h-BN）为导热填料，利用液相吸收-沉积工艺配合球磨工艺制备BN/TPU复合材料，另外向复合体系中引入大长径比的纤维素材料，利用纤维素构成网络并将BN吸附于其表面，制备具有隔离相网络结构的BN@纤维素/TPU复合材料。观察两种复合材料微观形貌，发现纤维素的引入减少了BN的团聚现象，并且形成网络结构使BN沿其轴向排布并相互搭接形成导热通路，因此，与BN/TPU复合材料相比，BN@纤维素/TPU复合材料的导热性能和热稳定性均得到改善。

论文题目：新型硼酸锌的合成及其膨胀阻燃TPEE材料的研究

本科学生：牛浩鑫

指导老师：吴唯教授

论文简介：

高分子材料性能优异，在多个领域得到大量应用，但高分子材料易燃性限制了其应用，因此阻燃高分子材料是现如今的研究热点。热塑性聚酯弹性体是一类主链中含有硬链段和软链段作为重复单元的线型嵌段共聚物，由于本身独特的结构，热塑性聚酯弹性体综合性能优异，可用于电缆料。但纯TPEE极限氧指数只有17%左右，极易燃烧并迅速蔓延，并伴有熔滴现象。因此，对TPEE进行阻燃改性并解决熔滴问题，是我们需要去探索解决的问题。膨胀型阻燃剂是一种新型的环保无卤型阻燃剂，其低烟、低毒、阻燃效率高，常用于高分子材料阻燃改性。

本课题在前人的研究基础上，用二乙基次磷酸铝（AlPi）和三聚氰胺（MA）构建一种磷氮膨胀阻燃复配体系，并添加膨胀石墨和硼酸锌协效剂，来对TPEE进行阻燃改性，并研究膨胀阻燃TPEE材料的阻燃性及热稳定性。实验结果表明，磷氮膨胀阻燃剂可以促进成炭，提升TPEE的阻燃性能。硼酸锌是一种很好的协效剂，和磷氮膨胀阻燃剂协同阻燃，促进成炭，使炭层更致密，提高TPEE的阻燃性能。

论文题目：新型三嗪成炭剂的合成及其阻燃TPEE材料的研究

本科学生：孙瑶

指导老师：吴唯教授

论文简介： 

热塑性聚酯弹性体（TPEE）是指含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物。其中聚醚软段和未结晶的聚酯形成无定形相聚酯硬段部分结晶形成结晶微区，起物理交联点的作用。TPEE具有橡胶的弹性和工程塑料的强度，有很好的柔韧性、弹性，并且回收加工都相对简单。但是常规的TPEE材料的极限氧指数LOI只有20%左右，及易燃且燃烧迅速。本次课题运用三步法合成了一种新型的三嗪基成炭剂CFA，并通过红外光谱分析确认了CFA的合成，通过热重分析，测试得到CFA具有良好的成炭性能。将不同比例CFA、OP935和TPEE共混，通过一系列测试得到添加CFA可以明显提高TPEE材料的成炭性能，其中10wt%CFA和10wt%OP935协效作用阻燃TPEE材料，阻燃性能最好，阻燃等级达到了UL-94 V-0等级，并且具有较高的残炭率。