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1、40材料工程/2002年7期导热高分子复合材料的研究与应用AdvancesinStudyofThermalConductingPolymersCompositesandTheirApplication122马传国,容敏智,章明秋(1中山大学,教育部聚合物复合材料和功能材料重点实验室,广州510275;2中山大学,材料科学研究所,广州510275)122MAChuan-guo,RONGMin-zhi,ZHANGMing-qiu(1KeyLaboratoryforPolymericComposite&FunctionalMaterialsofMini
2、stryofEducationofChina,ZhongshanUniversity,Guangzhou510275,China;2MaterialsScienceInstituteofZhongshanUniversity,Guangzhou510275,China)摘要:概述了导热高分子材料的应用开发背景,描述了近几年来导热塑料、胶粘剂和橡胶领域内的研究开发进展。简单阐述了导热高分子材料的导热机理并对如何设计高导热高分子复合材料提出了几点建议。关键词:导热高分子材料;塑料;橡胶;胶粘剂;导热填料中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:1
3、001-4381(2002)07-0040-06Abstract:Thebackgroundofapplicationandsearchofthermalconductingpolymerswasreviewed.Theprogressinthestudyofthermalconductiveplastics、rubbersandadhesionsinrecentyearsweredescribed,thermalconductingmechanismofpolymercompositeswascommentedandseveralpieceso
4、fadviceweregiventoobtaineffectivethermalconductivepolymercomposites.Keywords:thermalconductingpolymer;rubber;plastic;adhesion;thermalconductingfillers传统的导热物质多为金属如Ag,Cu,Al和金属所用材料具有导热能力,又要求其耐化学腐蚀、耐高氧化物如Al2O3,MgO,BeO以及其它非金属材料如温。在电气电子领域由于集成技术和组装技术的迅速[1]石墨,炭黑,Si3N4,AlN。部分材料的热导率见表1
5、。发展,电子元件、逻辑电路的体积成千成万倍地缩小,另据报道导,电有机物质包括聚乙炔、聚亚苯基硫醚、则需要高导热性的绝缘材料。近几十年来,高分子材聚噻吩等也具有良好的导热性,且用导电性有机物质料的应用领域不断拓展,用人工合成的高分子材料代作填料可以改善材料的相容性、加工性、导热性能,并替传统工业中使用的各种材料,特别是金属材料,已可以减小材料的密度,且导电有机物质在不纯的情况成为世界科研努力的方向之一。在导热材料领域,纯[2]下将成为绝缘体。的高分子材料一般是不能胜任的,因为高分子材料大多是热的不良导体(见表2)。为了制造具有优良综合表1一些金属和
6、金属氧化物的导热系数Table1Thermalconductivityofmetals表2一些高分子材料的导热系数andmetallicoxidesTable2Thermalconductivityofpolymericmaterials材料K/(W·m-1·K-1)材料K/(W·m-1·K-1)材料PEPVCPSPMMANylonAg417BeO219K/(W·m-1·K-1)0.330.13～0.170.080.17～0.250.25Al190MgO36Ca380Al2O330Mg103CaO15性能的导热材料,一般都是用高导热性的金属或无机
7、Fe63NiO12填料对高分子材料进行填充。这样得到的导热材料价Cu398AlN320格低廉、易加工成型,经过适当的工艺处理或配方调Au315SiC270整可以应用于某些特殊领域。随着工业生产和科学技术的发展,人们对导热材在塑料工业中,导热塑料最大和最重要的应用是[3]料提出了新的要求,希望材料具有优良的综合性能。替代金属和金属合金制造热交换器。它可以代替金如在化工生产和废水处理中使用的热交换器既需要属应用于需要良好导热性和优良耐腐蚀性能的环境,导热高分子复合材料的研究与应用41如换热器、太阳能热水器、蓄电池的冷却器等。电子很好的导热性,能够容易
8、地使材料得到高的导热性电器工业也是应用导热塑料较多的一个领域,主要用能,但是同时也使得材料的绝缘性能下降甚至成为导来制造要求较高的导热电
