No campo de gerenciamento térmico e encapsulamento eletrônico, engenheiros buscam materiais que combinem:

• alta condutividade térmica

• excelente isolamento elétrico

• facilidade de processamento

O PEEK (Polyether Ether Ketone) é conhecido como o “ouro dos plásticos de engenharia” e é amplamente utilizado em:

• aeroespacial

• veículos elétricos

• eletrônica avançada

Graças às suas propriedades:

• alta resistência térmica

• grande resistência mecânica

• estabilidade química

• isolamento elétrico natural

Entretanto, o PEEK possui uma limitação importante:

baixa condutividade térmica.

Por que a condutividade térmica do PEEK é baixa?

O PEEK é um polímero termoplástico semicristalino com estrutura molecular densa.

A condutividade térmica do PEEK puro é cerca de:

0.21 W/(m·K)

Desafios para melhorar a condutividade térmica

Adicionar nitreto de boro (BN) é uma solução comum.

Mas devido à alta viscosidade do PEEK fundido, a dispersão do filler é difícil.

Mesmo com 30% BN, a condutividade chega apenas a:

1.01 W/(m·K)

Estratégia inovadora

Pesquisadores propuseram tornar o PEEK temporariamente solúvel, construir a rede térmica e depois restaurar a estrutura original.

Tecnologia principal

Precursor solúvel PEEKt

O grupo C=O é substituído por C=N, permitindo dissolução em NMP.

Electrospinning

BN nanosheets e nanotubos de carbono são alinhados formando uma rede térmica.

Hidrólise ácida

Tratamento com ácido sulfúrico 10% a 100°C por 24h restaura o PEEK.

Prensagem a quente

Forma chapas compósitas densas.

Desempenho

Condutividade térmica:

5.09 W/(m·K) (25% BN)

Com CNT:

6.02 W/(m·K)

Resistividade elétrica:

10¹⁶ Ω·cm

Estabilidade térmica:

>556°C