DOI: 10.3390/nano11102504

在热界面材料领域，开发低填充量的高导热聚合物复合材料仍然是一个挑战。在此，研究者通过静电纺丝和超声波锚定法制备了一系列基于热塑性聚氨酯（TPU）和酸化多壁碳纳米管（a-MWCNTs）的高导热柔性纤维膜（TMMFM）。SEM和TEM结果表明a-MWCNTs在膜中沿纤维方向排列，并牢固锚定在膜表面，可以在水平和垂直方向上建立热传导路径。在掺入10wt%a-MWCNTs的情况下，TMMFM-5水平方向（λ∥）和垂直方向（λ⊥）上的热导率值分别为3.60W/mK和1.79W/mK，比纯TPU纤维膜高出18倍和10倍。此外，TMMFM保持了TPU基质的良好柔性，因为少量的a-MWCNTs仅略微阻碍了TPU分子链的移动。所制备的TMMFM的性能揭示了其作为柔性TIMs的潜能。

图1.TMMFM制备示意图。

图2.复合材料的形态。（a-c）MWCNTs（a），a-MWCNTs（b）和TMFM 201（c）的TEM图像。（a，b）的插图分别为MWCNTs和a-MWCNTs分散体。（d-f）纯TFM（d），TMFM 202（e）和TMMFM-5（f）的SEM图像。

图3.TFM、TMFM和TMMFM的TGA（a）和DSC（b）曲线。

图4.（a）TFM、TMFM和TMMFM的代表性应力-应变曲线。（b）TMFM断裂过程示意图。（A）由于张力而形成缺口，（B）裂纹区域的缺口被拉伸，（C）裂纹延伸至碳纳米管排列良好的纤维上，（D）裂纹纤维断裂。碳纳米管通过从TPU基质中拉出来增强纤维。（c）TFM和TMMFM的数字图像。

图5.TFM和TMFM的FTIR光谱。

图6.（a）TFM、TMFM和TMMFM的α⊥和α∥值。（b）TFM、TMFM和TMMFM的λ⊥和λ∥值。

图7.本研究中的热导率高于其他研究。

图8.TMMFM的热传导路径。

图9.（a）TFM、TMFM和TMMFM的红外热图像。（b）TFM、TMFM和TMMFM的红外热成像。