概述了導(dǎo)熱高分子材料的應(yīng)用開(kāi)發(fā)背景,描述了近幾年來(lái)導(dǎo)熱塑料、膠粘劑和橡膠領(lǐng)域內(nèi)的研究開(kāi)發(fā)進(jìn)展。簡(jiǎn)單闡述了導(dǎo)熱高分子材料的導(dǎo)熱機(jī)理并對(duì)如何設(shè)計(jì)高導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料提出了幾點(diǎn)建議。
傳統(tǒng)的導(dǎo)熱物質(zhì)多為金屬如Ag,Cu,Al和金屬氧化物如A 120,Mg0,Be0以及其它非金屬材料如石墨,炭黑,Si3N。,AN。部分材料的熱導(dǎo)率見(jiàn)表1。另?yè)?jù)報(bào)道導(dǎo),電有機(jī)物質(zhì)包括聚乙炔、聚亞苯基硫醚、聚噻吩等也具有良好的導(dǎo)熱性,且用導(dǎo)電性有機(jī)物質(zhì)作填料可以改善材料的相容性、加工性、導(dǎo)熱性能,并可以減小材料的密度,且導(dǎo)電有機(jī)物質(zhì)在不純的情況
下將成為絕緣體。
隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)導(dǎo)熱材料提出了新的要求,希望材料具有優(yōu)良的綜合性能。如在化工生產(chǎn)和廢水處理中使用的熱交換器既需要所用材料具有導(dǎo)熱能力,又要求其耐化學(xué)腐蝕、耐高溫。在電氣電子領(lǐng)域由于集成技術(shù)和組裝技術(shù)的迅速發(fā)展,電子元件、輯電路的體積成千成萬(wàn)倍地縮小,則需要高導(dǎo)熱性的絕緣材料。近幾十年來(lái),高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,用人工合成的高分子材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)工業(yè)中使用的各種材料,特別是金屬材料,已成為世界科研努力的方向之一。在導(dǎo)熱材料領(lǐng)域,純的高分子材料一般是不能勝任的,因?yàn)楦叻肿硬牧洗蠖嗍菬岬牟涣紝?dǎo)體(見(jiàn)表2)。為了制造具有優(yōu)良綜合性能的導(dǎo)熱材料,一般都是用高導(dǎo)熱性的金屬或無(wú)機(jī)填料對(duì)高分子材料進(jìn)行填充。這樣得到的導(dǎo)熱材料價(jià)格低廉、易加工成型,經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)?a href="http:///tech/" target="_blank">工藝處理或配方調(diào)整可以應(yīng)用于某些特殊領(lǐng)域。 在塑料工業(yè)中,導(dǎo)熱塑料最大和最重要的應(yīng)用是替代金屬和金屬合金制造熱交換器。它可以代替金屬應(yīng)用于需要良好導(dǎo)熱性和優(yōu)良耐腐蝕性能的環(huán)境,如換熱器、太陽(yáng)能熱水器、蓄電池的冷卻器等。電子電器工業(yè)也是應(yīng)用導(dǎo)熱塑料較多的一個(gè)領(lǐng)域,主要用來(lái)制造要求較高的導(dǎo)熱電路板。另外在用作輸送、盛裝、封閉、裝飾、埋嵌等材料,以及滿(mǎn)足某些制品在固化時(shí)的尺寸穩(wěn)定性的要求方面也有應(yīng)用。
在橡膠工業(yè)中,關(guān)于導(dǎo)熱橡膠制品的研究開(kāi)發(fā),重點(diǎn)集中在以硅橡膠和丁腈橡膠為基質(zhì)的領(lǐng)域內(nèi),用于制造與電子電氣元件接觸的橡膠制品,既提供了系統(tǒng)所需要的高彈性、耐熱性,又可以將系統(tǒng)的熱量迅速傳遞出去。如具有良好導(dǎo)熱性和電絕緣性能的橡膠可以用于電子電器元部件的減震器;事實(shí)上,許多橡膠制品都在動(dòng)態(tài)情況下使用,由材料的形變滯后效應(yīng)所造成的體系溫升經(jīng)常是很高的,從而使得材料的動(dòng)態(tài)疲勞性能下降。以往人們總是研究怎樣從配方上降低橡膠材料的動(dòng)態(tài)生熱,而沒(méi)有很好地研究膠料本身導(dǎo)熱性好壞及怎樣進(jìn)一步提高的問(wèn)題。
在粘合劑工業(yè)中,隨著電子亓器件和電子設(shè)備向薄輕小方面發(fā)展,對(duì)于用作封裝和熱界面材料的導(dǎo)熱粘合劑尤其是導(dǎo)熱絕緣粘合劑的需求越來(lái)越高。散熱在電子工業(yè)中是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。比如對(duì)于電子元器件,如果熱量來(lái)不及散除將導(dǎo)致其工作溫度升高,這樣不僅會(huì)降低其使用壽命而且也將大大降低它的穩(wěn)定性。
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