近日，课题组在 Composites Part B 期刊上发表题为 Synergistically enhanced thermal conductivity, electrical insulation, and mechanical toughness of polymer composites with carbon nanoffbers segregated by alumina nanoparticles 研究论文。该工作在多相聚合物共混物中设计了氧化铝纳米球( ANSs )隔离碳纳米纤维( CNFs )的双逾渗结构，扩展了碳基填料聚合物复合材料的导热、电绝缘和机械韧性的魔三角。该研究采用聚 L - 乳酸( PLLA )和乙烯 - 丙烯酸酯 - 甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物( EGMA )的二元共混物作为聚合物基体。该工作将 CNFs 和 ANSs 的杂化填料与 PLLA 和 EGMA 通过分步复合的方式进行复合以实现电绝缘。研究发现，即使预分散在 PLLA 中，CNFs 和 ANSs 都选择性地分布在 EGMA 相中。粒子诱导 PLLA 基体中的液滴 EGMA 域转变为连续相，显著提高了机械韧性。在 EGMA 相中，ANSs 可以作为 CNFs 和 ANSs 的混合网络中填料间桥连剂进行热传导，但当仔细调整填料比例和尺寸时，会切断 CNFs 之间的电气连接。该工作发现，添加 15wt % CNFs 和 130wt % ANSs 的聚合物复合材料的热导率分别为 0.97 W m^-1 K^-1 ，缺口冲击强度为 5.8 kJ m^-2 ，同时保持较低的电导率为 3.61×10^-10 S cm^-1 。ANSs 尺寸的减小有利于实现聚合物复合材料优异的机械韧性和电绝缘性。同时，杂化填料增强、高连续弹性体相的双逾渗结构有助于复合材料的机械韧性。

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材化学院硕士研究生李逸菲为第一作者，课题组李勇进教授、叶丽军副教授为通讯作者。此项工作受到了国家自然科学基金（ U21A2092 和 52273071 ）及浙江省高层次人才特殊支持计划（ 2022R51008 ）资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2024.111935