双吸热反应型导热相变复合材料的开发及其在电子器件热管理中的应用

本文创新性地通过化学接枝赤藓糖醇（ET）和物理封装二十二烷（SD）的双重策略，开发出具有双温区吸热特性的高性能相变复合材料（PCM）。该EPET/SD/BN复合材料在40-60°C和110-124°C呈现双重相变吸热峰，兼具5.17 W/m·K的高导热率和114 J/g的总潜热值，成功应用于中央处理器（CPU）热管理，为电子器件多工况热缓冲提供了新思路。

　　

亮点

本研究通过化学接枝与物理封装的协同策略，成功构建了具有双重吸热响应的智能热界面材料（PCTIM）。这种创新设计使材料能像"温度缓冲海绵"一样，在电子器件不同工作温区（40-60°C和110-124°C）实现阶梯式热能吸收。

相变材料（PCM）的制备与表征

图1展示了EPET/SD/BN复合材料的合成路径：通过将赤藓糖醇（ET）接枝到环氧树脂（EP）骨架上，同时用二氧化硅（SiO₂）封装二十二烷（docosane）微球。这种"化学锚定+物理囚禁"的双重策略，既解决了传统PCM的泄漏问题，又创造了独特的双温区吸热特性。当添加40wt%氮化硼（BN）时，BN片层在热压过程中垂直排列，形成高效的"导热高速公路"，使复合材料导热系数突破5.17 W/m·K。

结论

本研究开发的新型PCTIM就像给电子设备装上了"智能空调系统"：低温区（40-60°C）由SiO₂封装的二十二烷微球吸收突发热量，高温区（110-124°C）则通过化学接枝的ET分子应对持续高热负荷。这种仿生分级温控策略，相比传统单相变点材料更能适应电子器件的复杂工况，为下一代热管理系统的设计提供了全新范式。