导热纸基隔膜材料的制备及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着芯片技术的不断进步，集成电子器件逐渐向高密度(如 Intel 酷睿 I7 处理器的晶体管数达到9.95 亿)、高频(3GHz 以上)、布线细微化(Intel 25 纳米工艺已成熟应用于芯片制造)、芯片大功率化及表面安装技术方向发展。这种趋势使得在有限的体积内产生更多的热量，如果热量不能及时导出，积聚过多，便会导致芯片工作温度升高，影响其正常工作，甚至使电子元器件烧毁。 因此，开发一种具有良好导热性能的绝缘隔膜材料具有良好的市场前景。用纳米纤维素制备隔膜基底，复合高导热绝缘填料，可以提高膜材料的导热性能，利于电子元器件内部散热。

2. 国内外研究现状分析

李媛媛等以植物纤维制备的纳米纤维素为原材料，基于纳米纤维素优异的机械性能、表面两亲特性、高透明度、低的热膨胀系数以及稳定的化学性质等诸多独特性能，首次研制出了透明磁性纳米纤维纸、超导电纤维状铿离子电池电极材料、钠离子电池mos2薄膜电极材料、导热bn薄膜，以及go nfc, bn微米超强复合纤维，并成功进行了相关验证实验，取得了较为满意的研究结果。

研究发现纳米纤维是薄膜材料、超强复合纤维制造的理想结构单元与增强剂;并且首次揭示纳米纤维素对二维材料水相分散所体现出的高度分散与稳定性能，进一步拓宽了纳米纤维素的应用范围。

戴磊等研究了tempo氧化纤维素纳米纤维(tocns)制备方法的优化改善及纳米纤维素的应用探究，其中包括甲酸预处理木浆纤维素原料对后续纤维素temp o氧化的影响;碳酸盐缓冲溶液性质及反应条件对tempo氧化处理纤维素反应过程以及氧化产物的影响;tocns在聚乙烯醇cpva)/水性聚氨酷(wpu)静电纺丝纳米纤维中的可行性及其增强性能研究以及tocns/经丙基瓜尔胶(hpg)复合膜的性能研究等，并取得了一定的进展。

3. 研究的基本内容与计划

内容：（1）纳米纤维素的制备。本实验使用机械处理协同TEMPO氧化制备纳米微细化纤维素（NFC），针叶木浆通过酸处理、打浆、碱处理、磨浆、TEMPO氧化、透析、均值处理等步骤制得纳米纤维素。（2）制备导热纤维素隔膜材料。将NFC与导热绝缘填料粒子混合均匀，将分散后的悬浮液转移至培养皿，通过浇铸法制备纳米纤维素膜。（3）纳米纤维素膜的性能研究 1.研究氮化硼填料粒径对分散性的影响，以及其对成膜均一性的影响 ； 2.研究纳米纤维素膜的力学性能、导热性能以及缘性能 ； 3.纳米纤维膜热稳定性、阻隔性能等的测定 。

研究计划:第1~2周 阅读相关资料，了解研究课题的相关基本知识，并撰写开题报告和论文综述；第3~4周 完成纳米纤维素NFC的制备；第5~7周 制备纳米纤维素复合导热绝缘隔膜；第8~10周 对膜机械性能、电气绝缘性能、导热性能、表面形貌进行研究并处理实验数据；第11~13周 根据实验和数据整理并撰写论文；第14周 进行答辩准备工作。

4. 研究创新点

1.采用纳米纤维素膜作为基底，具有优异的机械强度、透明度、阻隔性能和可折叠弯曲性能，以及良好的环境亲和性。在纳米纤维素膜基底中复合无机粒子填料，赋予膜新的优良性能，如：良好的电气绝缘性、导热性能等，制备新型纳米纤维素膜材料；2.用氮化硼作为填料制备复合纳米纤维素膜材料，使其在拥有优异的电气绝缘性能的同时提高其热传导方面的性能，制备出一种新型导热绝缘隔膜材料；3.采用粒径大小不同的填料填充纸张内部空隙，极大限度减少纸张孔隙率，增大纸张内部导热材料的接触面积，从而形成更多的导热通道，提高纸张导热性能。