高分子复合材料散热（导热高分子复合材料）

文/美特高分子 Polymer

导热材料在国防军事工业和民间经济发展过程的各个领域中扮演着不可替代的角色，并且随着互联网和微电子技术的发展，电子产品功能多样化、携带便捷、超薄等方向发展。航空、LED 节能灯、民用军事领域向体积更小、功率更高的方向发展，使得导热材料市场巨大。因此今天我们先来了解一下导热高分子材料。

图1 导热高分子材料的应用领域

一、导热概念

所谓导热即物体之间，由于微观运动单元原子、分子以及自由电子的运动产生的能量的传递。材料的不同区域存在温度差时，热量将从高温区域向低温区域进行传递，直到整个物体温度达到平衡状态，表1-1是见导热填料的热导率。

表1-1常见导热填料的热导率

高分子材料虽然具备质轻、绝缘且易加工成型等诸多优点，但是高分子材料大多数都是不良导体，一直无法直接应用于一些导热领域。目前，对高分材料进行导热改性有两种方法，如表1-2所示。

表1-2 导热高分子复合材料的分类

本征型导热高分子材料对设备、工艺条件等要求高，很难实现工业化生产；填充改性法，即利用一些热导率较高的填料对高分子进行填充，使填料均勾分散在高分子聚合物中并彼此接触形成连通的热传导网络，从而改善复合材料的传热性能，最常见的PA6导热复合材料一般也采用此方法。

二、影响导热高分子材料热导率的因素

2.1 髙分子基体

高分子基体的的结晶度、内部组成和结构、是否含极性基团以及极性基团偶极化程度是影响导热高分子复合材料热导率的主要因素。

表2-1 常见高分子材料的热导率

2.2导热填料

填充量：高分子材料的热导率随导热填料填充量的增加而不断提高。当填充量越高时，复合材料的热导率越快，这是由于随着导热填充量增加，系内导热网络的逐渐完善，传热加快。

填料的形态：导热填料有球形、纤维状、晶须、片状、六角和无定形等形状，填料自身的热导率、粒径尺寸、几何形状等因素不仅能够影响它们在树脂中的堆积方式而且对复合材料的热导率有较大影响。

图2导球形热填料

基料与填料的界面改性：增加填料和基体之间的界面结合力和相互作用，可减少界面处的声子散热，达到提高复合材料的热导率的目的。

三、导热高分子复合材料的应用

导热高分子材料包括导热塑料、导热橡胶、导热黏胶剂等已经渗透到各个不同的领域中，在替代金属或其他导热材料中发展迅速。

表3-1导热高分子复合材料的应用领域

四、结论

总之，导热高分子材料由于其加工温度低、密度低、易成型、耐腐蚀、绝缘性好等优点，弥补金属材料的耐腐蚀性差、加工难成本高、运输成本高、质量重等缺陷，使得市场对导热高分子的需求会进一步加大。

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