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    提高導(dǎo)熱塑料導(dǎo)熱性能的三個(gè)方面
    發(fā)布時(shí)間:2013-10-29        瀏覽次數(shù):1843        返回列表

      隨著工業(yè)與科技的發(fā)展,一些領(lǐng)域?qū)Σ牧系膶?dǎo)熱性要求非常高,如:換熱工程、電磁屏蔽、電子信息等,對導(dǎo)熱塑料材料提出了更高要求,希望材料具有優(yōu)良的綜合性能。

      在電子電氣領(lǐng)域,隨集成技術(shù)和組裝技術(shù)的迅速發(fā)展,電子元件、邏輯電路的體積成千倍萬倍地縮小,迫切需要高散熱封裝絕緣塑料,因此傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料受限無法滿足工業(yè)和科技發(fā)展需求,導(dǎo)熱塑料因其優(yōu)良的綜合性能越來越受到重視,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,導(dǎo)熱塑料的發(fā)展前景頗為樂觀。

     光耀導(dǎo)熱塑料供應(yīng)

      填充材料和成型工藝對塑料導(dǎo)熱性能的影響甚大,因此提高導(dǎo)熱塑料導(dǎo)熱性能可從以下三方面著手:,開發(fā)新型導(dǎo)熱填料;第二,對填料粒子表面進(jìn)行改性處理;第三,成型工藝條件選擇及優(yōu)化。

      從定義看,復(fù)合高分子材料中粒子大小可以認(rèn)為不影響熱導(dǎo)率。實(shí)際上,粒子尺寸為數(shù)微米以上時(shí),熱導(dǎo)率不受粒子直徑的影響,但是,粉體領(lǐng)域的粒子直徑,即粒子直徑在數(shù)微米以下時(shí),熱導(dǎo)率隨著粒子直徑變小而增加。這是由于粒子分散狀態(tài)變化,易產(chǎn)生二次凝聚而形成粒子連續(xù)體,而使熱導(dǎo)率增大。換言之,這種效果是因不同分散狀態(tài)而影響熱導(dǎo)率的。例如,分散粒子Al2O3的粒徑為1μm以下時(shí),熱導(dǎo)率就會(huì)變大。

      另外,粒子形狀也極大影響熱導(dǎo)率。特別是,使用纖維狀填充粒子,如碳纖維復(fù)合聚乙烯時(shí),對于纖維長度與纖維直徑的比(L/D)越大,則熱導(dǎo)率大大增大。纖維無規(guī)取向的復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨纖維長度的增加而增加纖維與熱流方向垂直取向的復(fù)合材料,完全與纖維長度無關(guān)。填料形狀有粒狀、片狀、球狀和纖維狀等,對復(fù)合材料導(dǎo)熱性有影響;與填充石墨粉的PP板厚度方向的熱導(dǎo)率相比,面方向的熱導(dǎo)率要高得多。填料用量,必須達(dá)到一定的量,即某一臨界值以形成相互接觸,才能發(fā)揮導(dǎo)熱的大效應(yīng);分散狀況好是網(wǎng)狀或鏈狀,形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈,以減小熱流方向上的熱阻。實(shí)用上幾乎均是通過高填充來實(shí)現(xiàn)塑料高熱導(dǎo)性。

      傳統(tǒng)熱導(dǎo)性高分子材料大多采用高熱導(dǎo)性填充劑氮化硼、石墨、銅、鋁等,高填充[50(體積 %),已經(jīng)因高黏度而不適用注射成型]的PPS的熱導(dǎo)率高也就能達(dá)2.6 W/m·K,用低熔點(diǎn)合金復(fù)合化1.5 W/m·K的組分A,熱導(dǎo)率可提升到13.9 W/m·K;進(jìn)一步增量低熔點(diǎn)合金、熱導(dǎo)性填充材料時(shí),熱導(dǎo)率更飛躍到28.5 W/m·K這種復(fù)合高分子材料因可減少熱導(dǎo)性填充材料用量,所以可使注射成型變得容易這樣,低熔點(diǎn)合金通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)筑起熱傳導(dǎo)的通路,可獲得高的熱導(dǎo)率。

      導(dǎo)熱塑料的制備方法有兩種:一是合成具有高導(dǎo)熱系數(shù)的結(jié)構(gòu)塑料。如具有良好導(dǎo)熱性能的聚乙炔、聚胺、聚吡咯等,它們主要通過電子導(dǎo)熱機(jī)制實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱;或是獲得具有完整結(jié)晶性、通過聲子實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱的塑料,如平行高倍拉伸高密度聚乙烯(PE-HD),它在室溫被拉伸25倍時(shí),平行于分子鏈方向的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)13.4W/m·K,完整結(jié)晶高度取向的塑料雖然有良好的導(dǎo)熱性能,但制造工藝復(fù)雜;二是用高導(dǎo)熱填料對塑料進(jìn)行填充以得到導(dǎo)熱塑料,其價(jià)格低廉、易加工成型,經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓に囂幚砜梢詰?yīng)用于某些專門領(lǐng)域。這是當(dāng)前主流。

      導(dǎo)熱塑料的優(yōu)勢非常明顯:散熱均勻,避免灼熱點(diǎn):減少零件因高溫造成的變形,從而提高力學(xué)性能,如強(qiáng)度、硬挺度;質(zhì)輕,僅為鋁材的60 %-50 %,可減少裝置的震動(dòng),提高穩(wěn)定性;可進(jìn)行多種基礎(chǔ)樹脂的選擇,如PA、LCP,也可采用低成本樹脂,如PP、PE等;成型加工方便,可用通常塑料成型工藝加工,適于大批量生產(chǎn);熱膨脹系數(shù)低;成型收縮率低;工作溫度低,提高制件和裝置的壽命;可提高設(shè)計(jì)自由度。

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