导热高分子复合材料的研究与应用

       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。

       传统的导热物质多为金属如Ag，Cu，Al和金属氧化物如A 120，Mg0，Be0以及其它非金属材料如石墨，炭黑，Si3N。，AN。部分材料的热导率见表1。另据报道导，电有机物质包括聚乙炔、聚亚苯基硫醚、聚噻吩等也具有良好的导热性，且用导电性有机物质作填料可以改善材料的相容性、加工性、导热性能，并可以减小材料的密度，且导电有机物质在不纯的情况
下将成为绝缘体。
       随着工业生产和科学技术的发展，人们对导热材料提出了新的要求，希望材料具有优良的综合性能。如在化工生产和废水处理中使用的热交换器既需要所用材料具有导热能力，又要求其耐化学腐蚀、耐高温。在电气电子领域由于集成技术和组装技术的迅速发展，电子元件、辑电路的体积成千成万倍地缩小，则需要高导热性的绝缘材料。近几十年来，高分子材料的应用领域不断拓展，用人工合成的高分子材料代替传统工业中使用的各种材料，特别是金属材料，已成为世界科研努力的方向之一。在导热材料领域，纯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性能的导热材料，一般都是用高导热性的金属或无机填料对高分子材料进行填充。这样得到的导热材料价格低廉、易加工成型，经过适当的工艺处理或配方调整可以应用于某些特殊领域。        在塑料工业中，导热塑料最大和最重要的应用是替代金属和金属合金制造热交换器。它可以代替金属应用于需要良好导热性和优良耐腐蚀性能的环境，如换热器、太阳能热水器、蓄电池的冷却器等。电子电器工业也是应用导热塑料较多的一个领域，主要用来制造要求较高的导热电路板。另外在用作输送、盛装、封闭、装饰、埋嵌等材料，以及满足某些制品在固化时的尺寸稳定性的要求方面也有应用。

      在橡胶工业中，关于导热橡胶制品的研究开发，重点集中在以硅橡胶和丁腈橡胶为基质的领域内，用于制造与电子电气元件接触的橡胶制品，既提供了系统所需要的高弹性、耐热性，又可以将系统的热量迅速传递出去。如具有良好导热性和电绝缘性能的橡胶可以用于电子电器元部件的减震器；事实上，许多橡胶制品都在动态情况下使用，由材料的形变滞后效应所造成的体系温升经常是很高的，从而使得材料的动态疲劳性能下降。以往人们总是研究怎样从配方上降低橡胶材料的动态生热，而没有很好地研究胶料本身导热性好坏及怎样进一步提高的问题。

       在粘合剂工业中，随着电子亓器件和电子设备向薄轻小方面发展，对于用作封装和热界面材料的导热粘合剂尤其是导热绝缘粘合剂的需求越来越高。散热在电子工业中是一个至关重要的问题。比如对于电子元器件，如果热量来不及散除将导致其工作温度升高，这样不仅会降低其使用寿命而且也将大大降低它的稳定性。

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