聚合物导热材料用填料及其表面处理的研究进展.pdf

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1、聚合物导热材料用填料及其表面处理的研究进展《上海塑料》2015年第3期(总第17l期)聚合物导热材料用填料及其表面处理的研究进展方万漂，郑京连，黄志杰(中广核俊尔新材料有限公司，浙江温州325011)摘要介绍了聚合物导热材料的应用；分析了导热填料在聚合物导热材料中的重要作用。从导热填料的分类、导热填料的尺寸与复配、导热填料的表面处理等方面综述近几年来聚合物导热材料的研究进展，并对进一步研究提出建议。关键词导热塑料；导热填料；表面处理；导热系数中图分类号：TQ320．6文献标志码：A文章编号：1009—5993(2015)03—0006—05ResearchProgressofT

2、hermalConductiveFillersandSurfaceTreatmentofFillersforThermalConductingPolymerCompositesFANGWan—piao，ZHENGJing-lian，HUANGZhi—jie(CNGJunerNewMaterialsCorp．，Wenzhou325011，China)Abstract：Theapplicationsofthermalconductingpolymercompositesareintroduced．Theimpor—tantroleofthermalconductivefillero

3、nthethermalconductingpolymercompositesisdescribed．Theresearchprogressintheinfluencesoftype，Shape，particlesizeandcompounding，surfacetreatmentofthermalconductivefillersissummarized．Finally，thefurtherresearchproposalsarepresented．Keywords：thermalconductivepolymer；thermalconductivefiller；surface

4、treatment；thermalconductivity聚合物材料绝缘性好，且易于成型加工。然O前言而，单纯的聚合物材料是热的不良导体，其导热系随着现代工业的不断发展，在生产与应用中，数，如表1所示。为了拓宽其在导热领域中的应对使用材料的性能提出越来越高的要求。导热材用，必须对其进行功能化改性。料具有良好的热交换性能，广泛应用于航空航天飞提高聚合物导热性能的途径主要有两种：(1)行器、电子电器、化工热交换、LED等领域。传统合成具有高导热系数的结构聚合物，如具有共轭结的导热材料多采用A1、Mg、Cu等金属加工而成。构的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等口]，或者提高聚合物金属材料作为导

5、热材料在有腐蚀性的化工行业及自身的结晶性；(2)在聚合物基体中填充高导热性要求绝缘的电器行业并不适合，且成型困难，成本的填料，制备导热复合材料]。第二种方法工艺简昂贵。聚合物导热材料作为一种新型的功能高分单，相对于第一种方法更容易控制，成本更低，在导子材料，在导热领域展现广阔的应用前景。热领域广泛使用，是目前提高聚合物材料导热性能的主要方法。填料主要包括金属填料和非金属填料，其种类不同，导热系数及适用范围也不同。一作者简介：方万漂(1979一)，男，高级工程师，从事高分子材料的些用于填充改性的金属及非金属材料的导热系数，改性研究。如表2所示。聚合物导热材料用填料及其表面处理的研

6、究进展《上海塑料》2015年第3期(总第171期)表1一些聚合物的导热系数热机制是不同的。固体内部的导热载体为电子、声子、光子等。金属中存在大量的自由电子，热传导主要依靠自由电子，其导热系数远大于非金属的。大多数的聚合物材料是饱和体系，无自由电子存在，热传导主要依靠声子传递。对于填充型的导热聚合物材料，若填料具有高导热系数，且电绝缘性较好，则复合材料的热传导依赖聚合物基体的分子链振动及晶格声子与填料晶格声子相互作用来实现；若填料具有导电性能，则复合材料中的热传导是电子传热及聚合物与填料晶格振动相互作用的结果。填料的导热系数及其在聚合物基体中的分布形式决定了复合材料的导热系数。当

7、填料的添加量较少时，填料在基体中以分散相形式存在，被聚合物包裹，无法搭接形成有效的导热网链。当填料的添加量达到某一临界值时，填料与填料之间相互接触，形成导热网链；随着添加量的继续增加，导热网链相互贯穿，导热性能显著提高。Agari模型_3是以导热网链理论为基础所得到的。将基体与填料分别看作两个热阻，当填充量较少时，从热流方向看，基体与填料相当于两个串联的热阻，阻值较大，导热性能也较差；当填充量较大时，填料之间相互接触，形成导热网链，此时基体和填料在热流方向相当于两个并联的热阻，阻值较小，导热