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导热高分子复合材料以其轻质、高热导率、易加工成型、耐化学腐蚀等优点在电气电子、换热器、航空航天等领域得到了广泛应用。填充导热填料可以提高复合材料热导率。六方氮化硼(h-BN)具有较好的化学稳定性、电绝缘性和优异的导热性能。本文在聚丙烯(PP)中填充h-BN,添加马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-ma)和聚多巴胺,制备出具有较高热导率的复合材料。首先,以PP为基材、h-BN为填料,添加PP-g-ma,利用双螺杆挤出机制备导热复合材料。采用XRD、SEM表征材料的微观结构;同时对复合材料的力学性能和导热性能进行分析。结果表明,PP-g-ma有利于增加PP与h-BN的界面黏结,增强复合材料拉伸强度和断裂伸长率,显著提高其热导率。h-BN含量为25wt%时,添加PP-g-ma的复合材料热导率为0.512W/(m·K),相对于只添加h-BN的复合材料和PP基材,热导率分别提高1.08和2.26倍。其次,为改善h-BN与PP的相容性,在h-BN表面包裹一层聚多巴胺,通过π-π键作用对h-BN进行非共价修饰(f-BN),通过SEM、TGA、FTIR及接触角实验进行表征。聚多巴胺中的邻苯二酚以及氨基会与PP-g-ma形成键合,显著提高填料与基材之间的界面缠结。PP/PP-g-ma/f-BN复合材料中填料分散最好,孔洞、声子散射最少,热导率最高。PP/f-BN复合材料孔洞最多、存在一定团聚现象,导热通道中断较多。当填料含量为25wt%、添加2.5wt%PP-g-ma时,PP/PP-g-ma/f-BN复合材料热导率为0.576 W/(m·K),相对于PP热导率提高了2.59倍。最后,为定量分析热导率影响因素,根据复合材料的微观结构,建立单胞。利用热阻的方法,考虑填料各向异性热导率,推导出含有片状填料的复合材料等效热导率计算公式。将单胞模型结果与经典模型及实验结果进行比较,发现单胞模型计算结果与实验结果吻合较好。根据单胞模型,当片状填料沿特定方向排列时,可以显著提高复合材料在该方向上的热导率。以上模型结果可以为提高复合材料热导率提供参考和指引。