高功率、高频电子器件的快速发展对聚合物复合材料提出了更高的要求，即聚合物复合材料必须同时具备高导热性、优异的电绝缘性、高机械强度和优异的热稳定性。传统的填料改性或基体增强策略通常以牺牲其他性能为代价来提升某一项性能，从而限制了全面优化。

中科院广州化学有限公司等研究团队建立了一种机制导向的双重调控框架，将聚合物网络工程与界面声子调控相结合，实现了聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合材料多性能的协同优化。表面功能化的六方氮化硼（m-BN）构建了化学耦合的填料网络，最大限度地减少了界面声子散射并抑制了极化损耗，从而在保持介电绝缘性的同时实现了高效的热传输。同时，自合成的MQ硅树脂通过共价交联和物理缠结在PDMS基体中构建了刚性的MQ衍生子网络，从而提高了载荷传递效率、网络刚度和抗热降解性能。

这种协同的结构-性能耦合策略能够同时调控声子传输、介电极化和机械增强，有效缓解了热导率、介电可靠性和机械强度之间的固有权衡。因此，优化后的PDMS/MQ/m-BN复合材料的热导率达到0.5971 W/(m·K)，比纯PDMS提高了约325%，同时保持了优异的介电性能（介电常数<3.5，介电损耗<0.01）。

此外，其拉伸强度和杨氏模量分别提高了682%和1036%，热分解温度(T5%)达到330 °C。这项工作建立了一种高效的多尺度复合材料设计策略，能够在硅橡胶中实现热导率、介电绝缘性和机械强度之间的难得平衡，从而为下一代电子封装材料提供了一种合理且可扩展的设计范式。

亮点

•针对PDMS基导热复合材料，提出了一种结合填料界面工程和基体结构增强的双重调制策略。

•硅烷改性氮化硼形成高效的三维声子传输网络，同时自合成的窄分布功能化MQ硅树脂通过物理缠结和化学交联增强PDMS基体。

•优化后的复合材料的热导率提高了 325%，拉伸强度提高了 682%，杨氏模量提高了 1036%，同时保持了优异的介电绝缘性能。

•利用渗流模型和有效介质模型阐明结构-性质关系和传热机制。

图摘

该研究以题为“Fabrication of PDMS/MQ/m-BN Composites with Enhanced Thermal Conductivity and Mechanical Properties”发表在《Polymer》