低迁移导热硅凝胶的制备与性能研究

针对导热硅凝胶在宇航环境中服役时出现的硅油迁移问题,本文设计合成了一种具备多长支链结构的聚硅氧烷(B-PDMS),并在B-PDMS中填充纳米ZnO,得到基于物理缠结网络的导热硅凝胶,以同黏度的线型聚硅氧烷(L-PDMS)为对比。通过核磁和红外表征,证明了B-PDMS的成功合成,并发现B-PDMS相较于同黏度的L-PDMS具备更大的分子量、更低的分子运动能力。通过对导热硅凝胶进行环境扫描电镜、导热性能、流变性能、渗油性能以及热真空损失测试,发现纳米ZnO在B-PDMS中的分散性更好;虽然B-PDMS基导热凝胶的热导率略低、零切黏度更大,但是其具备良好的触变性,随着剪切速率的提高,黏度与L-PDMS基导热凝胶趋同。重要的是,B-PDMS基导热凝胶的渗油性能有很大改善,填充200质量份的纳米ZnO制得的导热硅凝胶的渗油率仅为1.08,基本实现了无硅油迁移,且其热真空质损率(TML)仅为0.26 wt%,满足空间环境对材料放气性能的要求。