Preparation and Performance of Thermally Conductive Expanded Graphite/Polyetherimide Composites

doi:10.7503/cjcu20210800

Abstract

Abstract:

Large specific surface area and high thermal conductivity of graphite nanoplatelets（GNP） on expanded graphite（EG） after heat treatment was taken advantage， the crushed EG was used as thermally conductive filler and compounded with polyetherimide（PEI） through ball milling. Then the EG/PEI composites was prepared by thermal lamination， and its microscopic morphology， thermal conductivity and thermal performance were studied. The results show that ball milling treatment can reduce the pores between GNP and GNP and facilitate the uniform mixing of EG and PEI. Hot pressing can induce and promote the arrangement and orientation of GNPs along the horizontal direction， thereby significantly improving the in-plane thermal conductivity of the composite material. When the maaa fraction of EG is 20%， the thermal conductivity of the EG/PEI composite is 2.38 W?m^?1?K^?1. Compared with pure PEI， the thermal conductivity increases by about 1224%. The prepared EG/PEI composites are all with high thermal stability and storage modulus recovery rate， it is an ideal thermally conductive material with excellent comprehensive performance.

Key words: Polyimide, Expanded graphite, Composites, Thermal conduction

CLC Number:

O631

TrendMD:

ZHAO Junyu, WANG Chunbo, WANG Chengyang, ZHANG Ke, CONG Bing, YANG Lan, ZHAO Xiaogang, CHEN Chunhai. Preparation and Performance of Thermally Conductive Expanded Graphite/Polyetherimide Composites[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(4): 20210800.

Figures/Tables 10

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Sample	T_5%/℃		T_10%/℃		R_w^a （%）	Storage modulus retention ^b （%）		T_g^c /℃
Sample	In N₂	In air	In N₂	In air	R_w^a （%）	100 ℃	200 ℃	T_g^c /℃
PEI	501	519	527	541	49	87	61	216
5%EG/PEI	527	522	543	542	58	87	68	223
10%EG/PEI	544	534	554	545	61	92	78	227
15%EG/PEI	546	537	556	550	63	85	69	231
20%EG/PEI	548	543	559	551	66	90	77	232

Sample	T_5%/℃		T_10%/℃		R_w^a （%）	Storage modulus retention ^b （%）		T_g^c /℃
Sample	In N₂	In air	In N₂	In air	R_w^a （%）	100 ℃	200 ℃	T_g^c /℃
PEI	501	519	527	541	49	87	61	216
5%EG/PEI	527	522	543	542	58	87	68	223
10%EG/PEI	544	534	554	545	61	92	78	227
15%EG/PEI	546	537	556	550	63	85	69	231
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