5G技术的快速发展导致电子设备的使用和多样性显著增加，从而产生了更高的热量。不断增长的热需求对印刷电路板（PCBs）的热管理提出了更严格的要求。作为PCBs的主要材料，环氧树脂由于其分子链的无序缠结而具有固有的低导热性（k），这阻碍了高效的热量散发 [1], [2], [3], [4]。
先前的研究强调了聚合物基体的内在k对实现高导热性复合材料的关键影响 [2], [3]。提高分子链的排列被广泛认为是改善聚合物内在k的基本方法 [4]。液晶环氧树脂（LCERs）含有具有高分子有序性的介晶单元，从而显著促进了热量传递 [5]。通常，控制LCERs热性能的关键因素包括介晶单元的特性 [6]、液晶域的大小和体积分数 [7]，以及介相的分子结构和取向 [8]。然而，LCERs的最大k值通常低于1 W m-1 K-1。同时，它们的聚集结构与热传输行为之间的复杂关系尚未得到充分理解，这限制了它们在高性能热管理材料中的应用 [9], [10]。
为了进一步提高LCERs的k值，相应地引入了高导热性填料（例如，六方氮化硼（BN）、Al2O3）。其中，BN因其类石墨烯的层状结构、高k和优异的电气绝缘性能而引起了广泛关注 [11], [12]。然而，BN与环氧基体之间的高界面热阻仍然是一个重大挑战 [13]。尽管对BN片材进行物理和化学改性是减少界面热阻的有效策略 [12]，但这不可避免地增加了复合材料的制备复杂性，并且通常会导致制造成本增加和生产规模扩大的挑战。我们之前的研究表明，LCERs中液晶的存在可以在不进行改性的情况下在BN片材之间形成热桥，从而减少界面热阻并显著提高k值 [14]。尽管这一发现很有前景，但该领域的研究仍然很少，因此值得进一步探索。
另一方面，热固性环氧树脂由于其永久性的三维（3D）交联网络而不溶于水且不可熔化，这使得它们在处置后容易造成环境污染。近年来，基于可逆共价化学的动力学交联聚合物引起了广泛关注，因为它们打破了传统热固性和热塑性塑料之间的界限 [15], [16]。这些材料可以在外部刺激（例如，热、光或pH值）的作用下发生可逆反应，从而实现拓扑交联网络的重排、自修复、再加工和回收。一旦刺激消失，这些材料可以恢复到类似于不可逆共价聚合物的结构稳定性。在这些可逆键中，亚胺键可以通过醛或酮与胺的缩合形成，这一过程通常由酸催化，但在较低pH条件（pH < 4）下可以通过水解实现可逆 [17], [18], [19]。此外，亚胺键还可以与残留的反应物（醛或胺）或其他亚胺键发生交换反应 [20]。这种多功能性为包含亚胺键的聚合物材料提供了多种功能和新的加工特性。
基于上述考虑，通过修改桥接基团（醚和酯）和灵活的间隔长度，合成了具有定制分子构型的亚胺基液晶环氧（LCE）单体（图1a）。然后，使用1-苯基-2-甲基咪唑（BMI）作为催化剂通过阴离子链聚合对这些LCE单体进行固化，得到了各种LCERs（图1b）。与传统的胺和酐固化剂相比，添加少量BMI可以最小化对分子有序性的破坏，从而生产出具有优异取向和高k的LCERs [21]。随后，通过类似的压缩成型工艺制备了BN/LCER复合材料（图1c）。BN片层中的硼原子与介晶单元中的羰基氧原子之间的B–O路易斯酸-碱相互作用[22]有望促进界面热传输并提高复合材料的整体k（图1d）。此外，内置的亚胺键赋予了复合材料优异的可回收性。
本文系统研究了LCE结构、LCERs的液晶有序性以及复合材料中BN片层与LCERs之间的相互作用，以及它们对界面热阻和k的集体影响。此外，还彻底验证了复合材料的降解和回收性能。这些发现有望促进对BN/LCER复合材料在环保热管理材料中更深入的理解和更广泛的应用。
