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Enhanced dielectric permittivity and thermal conductivity of hexagonal boron nitride/poly(arylene ether nitrile) composites through magnetic alignment and mussel inspired co-modification

材料科学 复合材料 氮化硼 芳烯 热稳定性 电介质 纳米复合材料 热导率 化学工程 光电子学 工程类 有机化学 化学 烷基 芳基
作者
Yingqing Zhan,Zhihang Long,Xinyi Wan,Chenhao Zhan,Jiemin Zhang,Yi He
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:43 (15): 12109-12119 被引量:49
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2017.06.068
摘要

In this work, we present novel hexagonal boron nitride (h-BN)/poly(arylene ether nitrile) nanocomposites with high dielectric permittivity and thermal conductivity. For this purpose, the interfacial adhesion and orientation of nanofillers are the two key factors that need to be considered. Firstly, iron oxide was attached onto the surface of h-BN to obtain magnetically responsive property, which would realize the orientation of h-BN by applying an external magnetic field during the preparation process of PEN composites. Secondly, the magnetic h-BN was further modified by mussel-inspired method with dopamine and secondary functional monomer (KH550). It was found that the alignment of h-BN and improvement of interfacial adhesion resulted in the interesting properties of PEN composites. With addition of 30 wt% modified h-BN, the dielectric permittivity of PEN composites was increased from 3.2 of neat PEN to 16.4 (increased by 413%), and the low dielectric loss was remained. Meanwhile, the thermal conductivity was enhanced to 0.662 W/m K (increased by 140%) at the same loading content. In addition, the resulting h-BN/PEN nanocomposites maintained high mechanical strength and thermal stability even the nanofillers loading content reached 30 wt%. Therefore, the dielectric and thermally conductive h-BN/PEN composites with high mechanical strength and thermal stability have big advantages in the area of energy storage devices.
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