导热高分子的概述(精)

导热高分子材料的概述

学校名称：华南农业大学

院系名称：材料与能源学院

时间：2017年2月27日

1.概述

1.1概念

指具有较高导热系数的高分子材料，固体中传导热量的载体包括电子、声子、磁激发和电磁辐射等；从本质上讲，绝大多数聚合物的导热性能与无机材料相比均不理想。

1.2发展历程

1聚苯胺在19世纪中叶首次由Henry Letheby描述，他研究了苯胺在酸性介质中的电化学和化学氧化产物。他指出，还原形式是无色的，但氧化形式是深蓝色。第一高导电性有机化合物是电荷转移络合物。在20世纪50年代，研究人员报告说，多环芳族化合物与卤素形成半导电电荷转移络合盐。在1954年，贝尔实验室和其他地方的研究人员报告了有机电荷转移络合物，电阻率低至8欧姆- 厘在20世纪70年代初，研究人员证明四硫富瓦烯的盐显示几乎金属导电性，而超导性在1980年被证明。关于电荷转移盐的广泛研究继续今天。虽然这些化合物在技术上不是聚合物，但这表明有机化合物可以携带电流。虽然有机导体以前间歇性讨论，该领域特别通过预测的超导性BCS理论发现后激发。1963年澳大利亚人B.A.博尔托Weiss及其同事报道了电阻率低至1欧姆·厘米的聚吡咯衍生物引用了类似的高电导率氧化聚乙炔的多个报道。除了电荷转移复合物（其中一些是偶数超导体）的显着例外之外，有机分子先前被认为是绝缘体或者最好是弱导电半导体。随后，DeSurville和同事报道了在聚苯胺中的高导电性。同样，在1980年，Diaz和Logan报道了可用作电极的聚苯胺膜。

尽管大多数在小于100纳米的量子领域中操作，但“分子”电子过程可以在大规模上集体表现。示例包括量子隧道效应，负电阻，声子辅助跳跃和极化子。1977年，Alan J. Heeger，Alan MacDiarmid和Hideki Shirakawa报道了氧化碘掺杂聚乙炔的相似的高电导率对于这项研究，他们被授予2000年诺贝尔化学奖“用于发现和发展导电聚合物”。自20世纪80年代

1维基百科

后期以来，有机发光二极管（OLED）已经成为导电聚合物的重要应用。

1.3分类

1.3.1导热塑料

导热塑料的制作，需要以树脂作为高分子基体，然后再进行导热材料的填充。正是因为树脂基体本身良好的绝缘性,才使得导热塑料的绝缘性和填充物质的绝缘性之间有密切的关系，一般，人们都以金属氧化物、金属氮化物和B4C3等来作为绝缘导热塑料的填充物质有研究表明，将硅酸铝纤维和氧化铝纤维填充在聚乙烯和聚丙烯中，形成的复合材料的导热率随着填充纤维量的增加而增加，当纤维的质量所占比例达到35%时，复合材料的导热性能最好当填充的物质为金属粉、石墨和碳纤维时，导热塑料就变成了非绝缘的。在树脂基体里，石墨以及碳纤维有着非常合理的分布，这可以使复合材料的导热性以及力学特性得到很大的提高。在塑料工业中，导热塑料可以替代金属材料用在换热和采暖工程需要传热性能好且耐腐蚀的环境中，如换热器、导热管、太阳能热水器等。此外，在电子电气工程领域，其还可以制作高性能的导热电路板。

(2)导热橡胶。一般有结构型和填充型两种导热橡胶，很多研究以及应用都是基于填充型导热橡胶来进行的，而很少有人研究结构型的导热橡胶。将氧化铝作为填充物质，填充到丁苯橡胶中，可以制备出填充型导热橡胶基于已有的研究，可以了解到，在填充量相同的条件下，填充氧化铝的微米或纳米颗粒能够使导热橡胶具有更好的导热性能。目前，导热橡胶主要用在电子电气领域，用于制造与电子元器件相接触的橡胶制品(导热橡胶可以为电子元器件提供良好的散热，又能起到绝缘和减震功能)。

（3）导热胶粘剂根据电绝缘性可以将导热胶粘剂分为绝缘导热胶粘剂以及非绝缘导热胶粘剂两种，对导热粘胶剂的应用主要有半导体基片的粘接、管壳的密封和热敏电阻器的导热绝缘等。通过对导热填充物质和固化过程的优化实验分析，可以找到理想的导热填充材料，研制出具有很好导热性能和绝缘性能的粘接

剂将碳纤维填充到粘接剂中，发现沿粘接剂的厚度方向具有很好的导热率，这种胶黏剂可以做散热板以乃半导体的封装材料。在粘合剂工业中，导热胶黏剂主要用在电子电气领域作为粘接和封装材料使用。