高熱傳導性聚醯亞胺複合材料之研究

A study on the preparation of high thermal conductive polyimide composite

胡瑜怡(Yu-Yi Hu)

指導教授 ： 石燕鳳

朝陽科技大學/理工學院/應用化學系/碩士(2009年)

摘要

本研究是藉由三種單體﹝4,4′-Oxydianiline （ODA）、3,3''-Dihydroxy -4,4''- diamino-biphenyl （HAB）及 Pyromellitic dianhydride （PMDA）﹞製備成聚醯亞胺酸( Polyamic -acid , PAA )預聚物，其中HAB具有-OH官能基，再進一步加入偶合劑3-isocyanat- opropyl)triethoxysilane（IPS）時，會與IP先進行鍵結，之後再添加具有高熱傳導性的無機物氮化鋁與氮化硼，並於加熱脫水之熱醯亞胺環化反應後，製備成聚醯亞胺/無機複合材料，並研究分析此複合材料的型態學、機械性質和熱傳導性質。從研究結果發現，經此合成方法製得的聚醯亞胺/氮化鋁與氮化硼複合材料，比用一般傳統合成方法製備之複合材料，具有更好的相容性。而且當加入氮化鋁與氮化硼後，高分子材料的熱性質也穩定提昇。但其機械性質會隨著無機材料含量的增加，抗張強度、斷裂伸長率是降低的。 在熱傳導性試驗中，只添加了氮化硼10phr時，熱傳導率就比純的的聚醯亞胺提高了3倍，而再AlN系統時，需添加至70phr才能達到相同效果。從掃描式電子顯微（SEM）觀察複合材料表面形態，聚醯亞胺/氮化硼複合材料擁有許多的傳導網絡結構，因而能有效的大幅的提昇熱傳導性。

關鍵字

熱傳導 ； 複合材料 ； 聚醯亞胺

並列摘要

In this study polyamic acid prepolymer is prepared through three monomers ﹝4,4′-Oxydianiline （ODA）、3,3''-Dihydroxy -4,4''- diamino-biphenyl （HAB）、Pyromellitic dianhydride （PMDA）﹞,than adding the coupling agent (3-isocyanat- opropyl)triethoxysilane,IPS).And the hydroxy group on the HAB will further react with the IPS.Subsequently, the high thermal conductive inorganic matters (aluminum nitride and boron)were added into the polymer matrix, and the thermal imidization was then proceed by dehydration via heating process.Through these procedures, the polyimide/inorganic compound composite was obtained.The morphology, mechanical porperties and thermal conductive properties were investigated found, that the composites prepared by this procedure have better compatibility with the inorganic compounds than that of the composites prepared by traditional method.And after adding the aluminum nitride and boron nitride, thermal properties of polymer materials have been enhanced. But the tensile strength and elongation at break are decreased. In thermal conductivity experimentation, thermal conductivity of the composite containing 10phr of boron nitride was about three times of the pristine polyimde. SEM (Field-emission Scanning Electron Microscope) analysis shows that the surface of polyimide/boron nitride composite,has many conductive network structure, thus can significantly enhance the thermal conductivity.

並列關鍵字

composite ； thermal conductive ； polyimide

參考文獻

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