由于最新微電子器件的快速發(fā)展，兼具高熱導率和低介電常數(shù)的聚合物復合材料引起了研究者的興趣。然而，平衡上述參數(shù)是一個巨大的挑戰(zhàn)。在這項工作中，六方氮化硼(h-BN)粉末超聲剝離獲得烷基化氮化硼納米片(烷基-BNNS)。然后，用不同量的烷基BNNS合成了一系列聚酰亞胺(PI)復合材料。由于烷基-BNNS與聚合物鏈之間更強的界面非共價相互作用抑制了界面極化，烷基-BNNS可以很好地分散在PI基底中。因此，所獲得的PI復合材料在20重量%的負載下表現(xiàn)出6.21 W/(mK)的高熱導率和3.23的低介電常數(shù)。此外，烷基-BNNS/PI復合材料具有高效的熱管理能力、低吸水率、良好的電阻和突出的拉伸強度。重要的是，這些復合膜有望成為微電子領(lǐng)域的優(yōu)秀候選材料。
我們首先通過使用酸酐和含有–CF的二胺的縮聚反應制備了具有低介電常數(shù)的氟化PI3團體。通過溶劑超聲處理實現(xiàn)了h-BN的簡單一步修飾，可以在h-BN的邊緣接枝少量的烷基鏈，而沒有缺陷的基礎(chǔ)晶體結(jié)構(gòu)(烷基-BNNS)。這種改性方法保持了高質(zhì)量的晶體結(jié)構(gòu)和簡單的制備步驟，并且不會由于添加另一種界面物質(zhì)而增加額外的界面熱阻。最后，利用烷基BNNS填料作為導熱填料，通過刮涂技術(shù)和原位聚合制備了一系列烷基BNNS/PI復合膜。因此，烷基-BNNS/PI復合材料在10 MHz下表現(xiàn)出0.43-6.21 W/(mK)的高熱導率和2.58-3.23的低介電常數(shù)，烷基-BNNS含量為0-20wt %。此外，烷基-BNNS/PI復合膜比BN/PI復合膜具有更高的熱導率和更低的介電常數(shù)。這些功能聚酰亞胺復合膜具有優(yōu)異的導熱性和低介電性能，在先進的現(xiàn)代電子設備中有著廣闊的應用前景。
