3D打印具有增强热导率的PDMS - like聚合物纳米复合材料:氮化硼基光固化体系

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:05
文章英文标题
3D Printing of PDMS-Like Polymer Nanocomposites with Enhanced Thermal Conductivity: Boron Nitride Based Photocuring System
正文
本研究证明了通过vat印刷硅丙基纳米复合材料形成具有增强热导率( k )的三维结构的可能性。聚二甲基硅氧烷( PDSM )代表了从电子到微流控的几个应用中常用的硅基聚合物。遗憾的是,聚合物的k值较低,因此需要形成复合材料以提高其热导率。有几种填料可以达到这个结果。本研究采用氮化硼( BN )纳米颗粒来提高PDMS类光固化基体的热导率。采用数字光处理( DLP )系统形成复杂结构。首先考察了配方的黏度,并进行光流变和衰减全反射傅里叶变换红外光谱( ATR- FTIR )分析,以检验适合DLP印刷的体系反应活性。通过动态机械热分析( DMTA )和拉伸试验对印刷样品进行了力学和热分析,揭示了BN纳米颗粒的积极作用。通过扫描电子显微镜( SEM )对材料的形貌进行了表征,最后通过热分析证明材料的热导率得到了提高,保持了制作3D打印配方的可能性。
文章内容(英文)
This study demonstrates the possibility of forming 3D structures with enhanced thermal conductivity (k) by vat printing a silicone–acrylate based nanocomposite. Polydimethylsiloxane (PDSM) represent a common silicone-based polymer used in several applications from electronics to microfluidics. Unfortunately, the k value of the polymer is low, so a composite is required to be formed in order to increase its thermal conductivity. Several types of fillers are available to reach this result. In this study, boron nitride (BN) nanoparticles were used to increase the thermal conductivity of a PDMS-like photocurable matrix. A digital light processing (DLP) system was employed to form complex structures. The viscosity of the formulation was firstly investigated; photorheology and attenuate total reflection Fourier-transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) analyses were done to check the reactivity of the system that resulted as suitable for DLP printing. Mechanical and thermal analyses were performed on printed samples through dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and tensile tests, revealing a positive effect of the BN nanoparticles. Morphological characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM). Finally, thermal analysis demonstrated that the thermal conductivity of the material was improved, maintaining the possibility of producing 3D printable formulations.
来源出处
Journal|[J]NanomaterialsVolume 11, Issue 2. 2021. PP 373-373
DOI
https://doi.org/10.3390/NANO11020373

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