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微电子集成技术的高速发展，组装密度的迅速提高，使得电子元件的尺寸急剧减小。在高频率工作条件下，电子元件会产生大量的热。及时并高效散热是使电子元件能够保持正常工作，延长其使用寿命的重要因素。聚合物由于具有加工方便，耐腐蚀和良好的冲击性能以及价格低等优点，目前正在替代传统的陶瓷和金属材料应用在导热材料中。但由于大多数聚合物是饱和体系，无自由电子的存在，此外又由于聚合物结晶度低，甚至不结晶，导致聚合物的导热系数很低。因此，要将聚合物用作导热材料，需要对其进行改性，使之具有较高的导热系数。目前最简便和最常用的方法是在聚合物中添加具有高导热系数的填料，提高复合材料的导热系数。但是在聚合物基体中直接添加大量导热填料，填料在聚合物基体中处于无序分散状态，不能有效地提升聚合物复合材料的导热系数。因此需要使填料在聚合物基体中构造出有效的导热通路，才能提高聚合物复合材料的导热系数。 聚3-羟基丁酸酯（PHB）是一种由微生物发酵方法制备的可生物降解聚合物。PHB具有较高的结晶度和电绝缘特性。由于热流易于在晶格中传递，聚合物的结晶度越高，导热性能越好。因此，选用PHB作为导热聚合物的基质，既具有资源和环保特性，又体现出PHB的物理属性。氮化硼(BN)是一种具有石墨烯结构的二维片层陶瓷材料，具有很高的导热系数、电绝缘特性和较低的热膨胀系数等优点，是主要导热填料之一。此外，BN是PHB最好的结晶成核剂，可以高效地提高PHB的结晶速率和结晶度。因此，本论文工作选择PHB作为聚合物基质，BN作为导热填料，制备PHB/BN导热复合材料。通过构造相结构，调控导热通路，使PHB/BN复合体系具有优良的导热性能和良好的综合性能，由此深化对多组分多相结构复合材料结构和性能相互关系的理解。 论文获得的主要研究成果包括: (1)采用熔融共混的方法制备了PHB/BN复合体系。BN在本实验中既可以作为PHB的结晶成核剂，又可以作为导热填料。实验表明，将BN添加到PHB基体中，PHB/BN复合材料的导热系数随着BN含量的增加而逐渐增加。当BN的含量为50wt％(35.6vol％)时，PHB/BN复合体系的导热系数可达到1.37W/mK，是PHB（0.26W/mK）的5.27倍。通过SEM观察复合材料断面微观结构，可以看出BN在PHB基体中处于无序均匀分散状态。当BN含量逐渐增加，BN粒子能够在PHB基体中形成了导热通路。流变测试结果表明，BN的加入会显著提高PHB复合体系的储能模量、损耗模量和复合粘度。流变行为也随着BN含量的增加由牛顿流体向剪切变稀的假塑性流体转变。此外，BN的加入可以有效改善PHB的热稳定性。当BN的含量为50wt％时，PHB/BN复合体系的T-5％热分解温度与PHB相比提高了11℃。 对比3-羟基丁酸4-羟基丁共聚物（P3，4HB）/BN复合体系，BN含量为50wt％时，复合物的导热系数达到0.92W/Mk，低于相应的PHB/BN复合物的值。其原因是PHB具有良好的结晶性，结晶度达到60％，并在BN结晶成核的作用下改善PHB与BN界面结合，减小对声子的散射。而P3，4HB的结晶度只有30％左右。 (2)采用熔融共混的方法制备了具有高导热系数的PHB/BN/Al2O3复合体系。Al2O3也是一种导热材料，但导热性能低于BN。Al2O3含量为50wt％的PHB/Al2O3复合物导热系数为0.64W/mK。然而，当以一定量Al2O3取代BN，其中，BN与Al2O3的相对比例为43:7时，共混填料含量为50wt％时，PHB/BN/Al2O3复合物的导热系数达到1.79 W/mK，与PHB相比，提升了6.88倍，与PHB/BN(50/50)相比提高了30％。Al2O3加入到PHB/BN体系中，显著的降低了体系的复合粘度，改变了体系的流变行为，使得BN与Al2O3共同形成导热通道，产生协同效应，提高导热性能。这种协同效应的物理本质是Al2O3促进了BN粒子的面面接触和改变了BN面内取向。 (3)采用粉末共混的方法制备了PHB/BN复合体系，结果表明，当BN含量为50wt％时，PB/BN复合物的导热系数达到2.05W/mK，是PHB的7.69倍。比采取熔融共混方法所的样品提高18％。究其原因是粉末共混更有利于形成隔离相结构，导热通路更为有效。 采用聚氧乙烯(PEO)涂覆BN粒子，以促进BN粒子在粉末共混后热压成型时的流动和提高与PHB间的界面结合，由此所获得的PHB/P EO/BN复合体系具有更优良的导热性能。当BN的含量为50wt％，PEO含量5wt％时，PHB/PEO/BN复合物的导热系数达到3.08 W/mK。与PHB相比提高了11.85倍。与采用熔融共混的PHB/BN(50/50)复合物相比提高了2.25倍。和采用粉末共混的PHB/BN(50/50)复合物相比提高了50％。在PHB/BN复合体系中加入少量PEO提高了导热性能，可能的原因包括:PEO与BN间能够形成氢键，PEO与PHB间具有很好的相容性，由此增强了PHB与BN间的界面结合;PEO作为粘结剂，促进BN紧密地堆积，使BN导热通路更完整。