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随着电子设备集成化、微型化的程度越来越高,动力电池的容量及功率密度也越来越高,在工作时产生的热量越来越多,散热成为制约装备发展和安全运行的关键技术。具有高的导热系数、良好的绝缘特性的低密度导热树脂、导热胶片、灌封胶等是支撑相关技术发展的关键材料。硅橡胶具有耐化学腐蚀、耐高低温、绝缘等优良特性,但导热系数、力学性能较差等缺点限制了其在许多领域的应用。本论文向硅橡胶填充不同的导热填料,探究对复合材料导热性能、力学性能等的影响,并探究了填料在橡胶基体中的分布状态对复合材料导热性能的影响。导热填料改善了硅橡胶的导热性能。向硅橡胶中分别填充多壁碳纳米管(MWCNT)、石墨烯(G)、氮化硼(BN)制备导热硅橡胶。结果表明,复合材料的导热系数随着填充量的增大而提高。空白硅橡胶的导热系数为0.222W/m-1.K-1,填充质量比为12%的MWCNT/硅橡胶复合材料达到0.726W/m-1.K-1,提升了 227.3%;填充质量比为12%的G/硅橡胶复合材料达到1.099 W/m-1.K-1,提升了 395.7%。在填充量较低时,由于体系中填料粒子互相孤立,难以形成导热链,导热系数提升缓慢;而随着填料粒子的增多,更易互相接触,形成导热通路,从而使导热系数较快提升。MWCNT/G混合填料填充硅橡胶表现出更好的补强效果,以及更高的导热系数。是这两种不同形状填料之间的协同作用,以及填料之间、填料与基体中的苯环间的π-π相互作用共同作用的结果。填料的尺寸对复合材料导热系数和力学性能有重要影响。本论文分别填充片径为2μm、10μm、24μm的BN制备导热硅橡胶。在同样的填充量下,片径更大的填料对复合材料导热系数的提升效果更佳。这是因为片径更大的填料间更易互相接触形成导热链,使导热系数提升更快。拉伸强度曲线呈现了不同的变化趋势。填充片径2μmBN的复合材料,拉伸强度曲线呈现先增长后下降的趋势。这是因为在填料填充量较低时,橡胶基体起主导作用,而填料本身具有一定的补强效果,从而使材料的拉伸强度等有所提升;而随着体系中填料粒子增多,填料易团聚,且填料与基体间的界面结合力弱,容易产生应力集中,从而使拉伸强度下降。而填充片径更大的填料,对橡胶基体的割裂更为严重,因而对力学性能的损害更为明显,拉伸强度曲线呈现下降趋势。使用盐酸多巴胺对BN进行表面改性,使BN表面包覆一层聚多巴胺。填充改性后BN的硅橡胶表现出更为优秀的力学性能及更高的导热系数,说明BN表面的聚多巴胺层改善了填料与聚合物基体间的界面结合力。通过对混炼胶反复挤出的方法,促使MWCNT在基胶内均匀分散并沿挤出方向取向,制得的硅橡胶具有更高的导热系数。利用冷冻干燥技术将氧化石墨烯(GO)/去离子水分散液制成GO气凝胶泡沫(3D-GO),并使用硅橡胶浇筑制成复合材料。发现在较低的填料填充量(1.5%、2%)时就可以达到较高的导热系数(0.318 W/m-1.K-1、0.372 W/m-1.K-1)。而通过模拟填料粒子在基体中有序、无序两种分散状态,发现填料的有序分布有利于导热性能的提升。