聚合物导热材料的研究进展.pdf

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1、聚合物导热材料的研究进展《上海塑料》2013年第2期(总第162期)聚合物导热材料的研究进展张学锋，何杰(山东非金属材料研究所，山东济南250031)摘要综述近年来有关导热高分子复合材料的研究。简单介绍导热高分子的导热机制，分析填料对复合材料导热性能的影响，并对今后研究提出建议。关键词导热系数；导热填料；高分子基体中图分类号：TQ314．24文献标志码：A文章编号：1009—5993(2013)02—0012—05ResearchProgressofThermalConductivePolymerZHANGXue-feng，HEJie(Chin

2、aNorthIndustriesGroupCorporationInstitute53。Jinan250031，China)Abstract：Researchesonthermalconductivepolymercompositesinrecentyearsarereviewed．Thethermalconductingmechanismisbrieflyintroduced．Effectsoffillersonthethermalconductivityofcompositematerialsareanalysed，andsomesugge

3、stionsareadvised．Keywords：coefficientofthermalconductivity；thermalconductivefiller；polymer经济损失；在微电子信息行业，由于电子元件的高0前言集成化、高密度化、高功率化使得材料表面产生的随着工业水平的不断提高，现代社会对材料性热量急剧增加，如不能及时将热量排除，则会影响能提出新的要求。聚合物材料由于成型工艺简单、电子元件的寿命和系统的稳定性；在换热工程中，耐化学腐蚀、可回收利用等特点越来越受到人们的目前主要用金属作为换热媒介，使用聚合物材料能关注。功能性材料

4、将是今后聚合物材料发展的方有效减少工程建设成本。Danes等口指出：在机械向。就电子工业而言，导热材料与聚合物材料的交工程应用中，片材横向上的导热系数应达到1．3～叉是目前研究的热点。传统意义上的导热材料包2．0W／(m·K)，而在电子领域则需要达到2．0～括A1、Cu、Mg等金属，A1N、BN等氮化物，Mg0、4．0w／(m·K)。目前市场上比较成熟的产品主ZnO等金属氧化物和石墨、炭黑等其他导热材料。要是由帝斯曼公司提供的PA46系列，其导热系但是每种材料都有其局限性，如金属材料作为导热数平均为2．1w／(m·K)。材料在有腐蚀性的化工行业

5、中并不适合。1导热机制及改性原理导热高分子材料是一种新型功能高分子材料，无论在化工、换热工程、微电子信息行业都有着广导热高分子材料一般分为两类：本征型导热高泛应用前景。在化工行业导热高分子材料作为金分子和填充型导热高分子。对于本征型导热高分属的替代材料可以有效减少因设备腐蚀而造成的子材料，如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等]，其高分子链上存在的超共轭体系有利于材料内电子的运动，从而在整个高分子链上形成导热通路。此外，树脂收稿日期：2013-04—08的结晶性能、极性基团的多少和偶极化程度也是影作者简介：张学锋(1988一)，男，在读硕士研究生，主要研究

6、导热高分子材料。响本征型导热材料导热性能的关键。但是开发本一12一聚合物导热材料的研究进展《上海塑料》2013年第2期(总第162期)征型导热材料需要投入大量的经费。目前采用高物填料的表面处理是提高基体树脂和填料之间的导热填料改性是提高聚合物导热性能的主要途径。相容性的关键，也是影响材料导热性能的主要因对于填充型导热高分子的导热机制，目前成熟素。林晓丹等n。和贾奇博等[1用MgO和Al。O。的理论分为导热网链机制和热弹性组合增强机制。粉体作为导热填料制备复合材料，提高聚合物材料导热网链机制认为口填料在聚合物基体中的分布的导热系数。张晓辉l_1用

7、偶联剂处理AlO。，并填决定复合材料的导热性能；而热弹性组合增强机充环氧胶黏剂，发现材料比没有经过处理直接填充制[5则建立在声子传热的概念上，导热过程是声子A1O。的材料的导热效果提高1O。传递的过程。对于填充型聚合物复合材料，若填偶联剂用量并非越多越好。张陆曼I1]研究料导电则复合材料具有导电导热双重特性；若填料NDZ一132处理材料表面对导热系数的影响，发现具有高的导热性和电绝缘性，则得到的复合材料的偶联剂的质量为填料质量的1．5时最佳。Lee导热系数依赖于聚合物基体的分子链振动、晶格声等口阳研究偶联剂对处理ZnO／EVA体系的影响。子与填

8、料晶格声子相互作用，即依赖于电子传热和在适量的偶联剂作用下能提高材料的导热系数；但聚合物与填料晶格振动共同相互作用来实现。目是当偶联剂的量超过限度后，