如今电子设备的使用遍布各个行业,高度集成电路不可避免地导致高热通量,如果无法及时释放热量,则电子组件的温度将急剧上升,从而导致使用寿命短,性能差以及无法保证的稳定性和可靠性。在聚合物垫片材料中,硅橡胶因其相对较高的导热性和良好的弹性而脱颖而出。市场上大多数常规热界面材料由硅油和硅橡胶制成。但是硅橡胶材料本身的导热系数较低,仅为0.2 W/(m·K),这就限制了其导热能力,因此需要通过其他手段改善硅橡胶的导热数值来拓宽其使用范围。本论文以制备高导热性能新型硅橡胶材料为研究对象,采用母炼胶法使用一维结构的碳纤维(CF)增强硅橡胶(SR)复合材料并对其导热性能进行主要的研究;分别从物料配比、化学修饰和物理改性三个方面进行了系统的分析与研究。获得了三种具有较高导热性能的硅橡胶复合热界面材料,即(1)硅橡胶与各种单一填料(石墨、碳纤维、氮化硼纳米晶片)复合,与紫外光短期辐照硅橡胶基体的探索(2)硅橡胶与双相填料复合的探索;(3)碳纤维表面接枝改性后的与橡胶复合对导热率的影响;对上述三种体系本文从填料形貌结构、导热性能、流变性能与机械性能等方面进行了全面的分析与表征,并得出下列结论。(1)探讨了单相填料(石墨、碳纤维、氮化硼)份数对硅橡胶复合材料性能的影响,并对比各种填料性能的变化,发现当填料越多时,硅橡胶复合材料的导热性能越好,导热填料的加入增加了导热效率,完善了导热网路的连接,使硅橡胶分子与填料之间能更加有效的传递热量;填料较多的硅橡胶复合材料高温时质量下降较慢,CF与膨胀石墨对于硅橡胶复合材料耐烧灼性能提升最好;填料的加入使复合材料储能模量和损耗模量都增大,损耗因子峰值也有所升高;观察CF纤维/SR复合材料断面电镜照片,发现断面呈现典型的脆性断裂特征,脆断断面粗糙度较大,表面凹凸不平,纤维有被拔出脱粘的现象;填料的加入增加了硅橡胶的活性基团,在红外谱图中显示出更多的峰,使材料更易加工;复合材料的动态热机械分析表明了填料填充可以改善硅橡胶的阻尼性能。(2)研究了CF与二维填料复合后对硅橡胶复合材料导热性能的影响。BN与CF相结合后的硅橡胶复合材料导热数值较单一填料有所提升;说明多维填料的复合可以一定程度连接导热通路,其中CF与石墨相结合后硅橡胶复合材料导热率的提升更为显著;对于复合材料的耐热性能,可以得出CF与BN进行双项填料的复合时减少了BN自身在高温时的分解挥发现象,使热失重由90.4%降低到了84%;观察电镜照片显示出双相填料的加入使纤维与纤维之间和纤维与基体之间的通路趋于完善,提供了连接更好的导热通路。(3)考察了接枝改性对CF/硅橡胶复合材料导热性能的影响,发现通过MDI(异氰酸酯)官能化的CF短纤维接枝ND(纳米金刚石)后制成的复合材料导热性能有所提升;对比电镜照片与结晶度分析证实,纳米金刚石已负载在碳纤维表面;对于负载前后,碳纤维官能团比例的变化得出ND负载后的碳纤维活性增加;更直观的从红外热成像图片中观察到了导热能力的提升。随着复合物中纤维数量的增加,纤维限制了橡胶分子链的运动,tanδ逐渐降低。通过对导热硅橡胶的研究,提高导热硅橡胶材料的综合性能,使硅橡胶制品的使用温度范围增大,将可以制备处满足各种复杂环境下使用要求的硅橡胶基导热材料。