聚丙烯酰胺和聚乙烯醇水凝胶及聚乙烯醇静电纺丝薄膜的热导率的测量研究

发布时间：2024-12-19 07:19

　　水凝胶拥有良好的柔韧性以及生物相容性等特点,近年将其作为柔性电子基底材料的研究不断涌现。但是关于水凝胶中导热的研究还十分匮乏。随着基于水凝胶的电子电路的功能不断复杂、功耗不断升高,水凝胶中的散热问题可能会成为制约其进一步应用的一个关键因素。为了应对这一问题,本文使用谐波法对水凝胶等材料的热导率进行了实验测量研究。首先本文以聚丙烯酰胺水凝胶为例研究了交联度、含水量以及温度对水凝胶热导率的影响。研究发现水凝胶的热导率随交联剂的增加而先增加后减少。其原因是交联度对水凝胶的导热存在相互竞争的两个作用:增加导热通道和增加声子散射。另外,水分可以视作水凝胶聚合物网络中的填料。当含水量从23增加到88 wt%时,水凝胶的热导率增加了约40%。而水凝胶的热导率在25到40℃范围内对温度不敏感。为了研究提高水凝胶热导率的方法,本文以聚乙烯醇水凝胶为例研究了拉伸和掺杂高导热填料对水凝胶热导率的影响。研究发现在应变为0到200%范围内,水凝胶的热导率对拉伸不敏感。氮化硼纳米片的填充量为1到5 wt%时,水凝胶的热导率没有明显变化。这说明传统用于提高聚合物材料热导率的方法对水凝胶材料的有效性需要更多的研究。进一...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1柔性电子示意图

1绪论1.1研究背景与意义电子器件集成度的不断提高一方面带来了更快、更便宜、更强劲的电子产品，但同时也带来了更加严峻的散热问题[1]。而散热的好坏直接影响到电子器件的性能、寿命以及可靠性[2]。在过去的半个世纪里，集成电路一直追随着摩尔定律的预言，即集成电路上的晶体管的数目每....

图1.2水凝胶柔性电子器件

胶柔性电子器件。（a）水凝胶触摸屏[23]；（b）水凝胶电子鱼[24]；（子电路[25]；（d）可吞咽的水凝胶电子器件[26]。良好的力学性能和生物相容性等特点，近年来以水凝胶作为也受到不少的关注[27-29]。水凝胶是一种在交联聚合物网络中状材料，其含水量往往高达80%以上，....

图2.1无限大模型示意图

中科技大学硕士学位论热学公式出发建立待测材料热物性与测量位置处温会包含待测材料的热学性质作为待定参数。通过将模型中进行计算，待测材料的热学性质就可以被确波法的实验测量部分是相似的，但传热模型部分则这两个部分来具体介绍谐波法这一热导率测量方法种不同的导热模型，它....

图2.2谐波法实验测量装置

图2.2谐波法实验测量装置。（a）谐波法测量装置示意图；（b）谐波法测量装置实物图如上所述，实验测量数据已经被得到了，接下来本文将要通过传热定理推导来得到导热模型。这个模型将材料的热物性和温升联系起来，于是就可以通过实验数据得到待测材料的热物性。下面一节将具体介绍两种常用的导....

本文编号：4017868