Fabrication of high-performance thermally conductive and electrically insulating polymer composites with siloxane/multi-walled carbon nanotube core-shell hybrids at low filler content

材料科学 复合材料 硅氧烷 环氧树脂 碳纳米管 复合数 热导率 导电体 制作 电导率 电阻率和电导率 聚合物 医学 替代医学 病理 化学 物理化学 电气工程 工程类
作者
Zheng-Yi Wang,Xin Sun,Yang Wang,Jidong Liu,Cheng Zhang,Zheng‐Bai Zhao,Xiang‐Yun Du
出处
期刊:Polymer [Elsevier]
卷期号:262: 125430-125430 被引量:22
标识
DOI:10.1016/j.polymer.2022.125430
摘要

A battery of siloxane (SiO)/multi-walled carbon nanotube (MWCT) core-shell hybrids are successfully fabricated by encapsulating MWCTs with siloxanes via the hydrolysis-condensation reaction. First, MWCT is treated by the surfactant to improve the surface polarity. Then, the hydrolysis-condensation reaction of tetraethoxysilane (TEOS) and different saline coupling agents is performed on the surface of MWCTs to achieve various core-shell hybrids. These hybrids serve as fillers of epoxy resin (EPR) to prepare high-performance thermally conductive, electrically insulating and strength-enhanced composites at low fillers loadings. The SiO/MWCT/EPR composite possesses high thermal conductivity (0.55 W m−1 K−1, which is 196.7% higher than pure EPR) and excellent electrical insulation (>1012 Ω) at 1 wt% filler loading. The thermal conductivity improvement mechanism for these composites containing SiO/MWCT core-shell hybrids is demonstrated in detail. Moreover, the siloxane encapsulation route for MWCTs significantly declines their electrical conductivity, which greatly upgrades the practical value of as-prepared thermal conductivity composites.
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