隨著電子器件向高功率密度、微型化及集成化方向發展，對材料的導熱性能提出了更高要求。六方氮化硼(h-BN)作為一種優異的導熱填料，因其高導熱係數、良好的電絕緣性和化學穩定性，在導熱聚合物複合材料中展現出巨大潛力。預計到2026年，六方氮化硼在導熱材料市場的應用將顯著增長，特別是在電子封裝、熱管理材料等領域。本文通過聯苯改性聚己內酯(PCL)並填充六方氮化硼，製備了高導熱複合材料，探討了六方氮化硼對複合材料導熱性能的影響及其機制。

  一、六方氮化硼在導熱複合材料中的應用背景

  《2026-2031年中國六方氮化硼行業市場深度研究與戰略諮詢分析報告》聚己內酯(PCL)作為一種半結晶脂肪族聚酯，具有良好的生物降解性、生物相容性和加工性能，但其本徵熱導率較低，限制了其在熱管理領域的應用。為提升PCL的導熱性能，研究者常通過添加高導熱填料如六方氮化硼來製備複合材料。六方氮化硼因其獨特的層狀結構和優異的導熱性能，成為理想的導熱填料。然而，六方氮化硼與聚合物基體的相容性較差，直接影響複合材料的導熱性能。因此，如何通過簡單方法提升六方氮化硼與PCL的相容性，成為製備高導熱複合材料的關鍵。

  二、六方氮化硼/聯苯改性聚己內酯複合材料的製備

  本研究通過酯交換反應將聯苯結構引入PCL分子鏈中，製備了本徵高導熱聚酯(PBCLB)，並通過縮聚反應進一步填充六方氮化硼，得到h-BN/PBCLB複合材料。聯苯結構的引入不僅提升了PCL的本徵熱導率，還增強了六方氮化硼與聚合物基體的相互作用，從而提高了複合材料的整體導熱性能。

  三、六方氮化硼對複合材料結晶行為與熱穩定性的影響

  差示掃描量熱法(DSC)測試表明，填充六方氮化硼後，複合材料的相變焓有所提高，表明六方氮化硼的加入增強了聚合物分子鏈的有序結構。熱重分析(TG)結果顯示，六方氮化硼的加入顯著提高了複合材料的熱穩定性，殘餘質量明顯增加。這歸因於六方氮化硼的高熱穩定性和良好的阻隔作用，有效延緩了聚合物基體的熱降解過程。

  四、六方氮化硼對複合材料晶體結構與形貌的影響

  X射線衍射(XRD)測試表明，填充六方氮化硼後，複合材料中聯苯基元之間的π-π堆疊作用被削弱，導致聚合物分子鏈結構發生變化。同時，六方氮化硼的加入促進了PCL鏈段的結晶，特別是在適當填充量下，PCL鏈段的結晶行為得到顯著增強。掃描電鏡(SEM)觀察發現，六方氮化硼在複合材料內部呈現無規鬆散分布，但隨著填充量的增加，六方氮化硼的團聚現象逐漸明顯。儘管如此，六方氮化硼與聯苯基元之間的π-π相互作用仍有助於形成均勻的導熱通路。

  五、六方氮化硼對複合材料導熱性能的提升

  激光閃光法(LFA)測試結果表明，填充六方氮化硼後，複合材料的熱導率顯著提升。在六方氮化硼填充量為三十重量百分比時，複合材料的水平熱導率和垂直熱導率分別達到最高值，表明此時六方氮化硼在聚合物基體中形成了有效的導熱網絡。此外，熱擴散率測試也證實了六方氮化硼對複合材料熱擴散性能的顯著提升作用。

  總結

  本文通過聯苯改性聚己內酯並填充六方氮化硼，成功製備了高導熱複合材料。研究表明，六方氮化硼的加入不僅提高了複合材料的熱穩定性，還顯著增強了其導熱性能。這主要歸因於六方氮化硼與聯苯基元之間的π-π相互作用以及六方氮化硼在聚合物基體中形成的導熱網絡。本研究為開發高性能導熱複合材料提供了新的思路和方法，對推動六方氮化硼在熱管理領域的應用具有重要意義。