导热硅橡胶研究进展
石墨烯增强导热硅橡胶的研究进展
合材料的
程*28+ &
有机硅
图2硅橡胶及导热硅橡胶复合材料热传导过程示意图 Fig 2 The illustration of heat transfer process of SR and thermally conductive SR composites
石墨烯的取向会在一定程度上影响TC - SR
径，空心部分表示低导热基体，阴影部分表示未 能形成连续导热路径的导热填料［25］ &
填料对基
性 的提 ， 主要 为提
供了热阻更低的热传导路径&随着导热填料在基
体中含量的提高，密度随之增大的局部低热阻热
传导路径最终会形成连续的、由导热填料形成的
热传导路径&在宏观上表现为复合材料热导率的
不断提高，直至导热填料的含量超过某一阈值
含量等参数估算复合材料热导率的理论模型&但
直至 1980 年 D. P. H . Hasselman 等人完成 Maa-
well模型的修正前，界面热阻这一影响复合材料 导热性能的关键因素并没有引起足够的关注［22］ &
石墨烯的热导率是现有材料中较高的，可达 5 000 W/（ m-K）［23］，是十分理想的导热填料&
升石墨烯对SR的
果等正面影响，这是
TC - SR/石墨烯复合材料的研究重点&
硅橡胶（SR）是一类特种高分子材料，其主 链重复单元由硅氧链节构成，与其它有机聚合物
主链结构相比具有较高的键能和较好的柔顺性,
从而使其具有较低的玻璃化转变温度（低至
-123［）和较广泛的应用温度范围（-100〜 300［）,以及出色的化学稳定性，在航空航天、 电子通讯、生物医药等高新技术领域得到了广泛 应用［1_8］。近年来，随着电子、减震降噪等设
硅橡胶性能及其研究进展
硅橡胶性能及其研究进展【摘要】近年来，我国的工业水平不断提高。
硅橡胶在工业生产中发展成为一种重要的材料，对它的性能研究具有十分重要的意义，同时对促进材料的利用和工业的发展有一定作用。
笔者在本文中针对110和107两种硅橡胶的性能进行分析研究。
【关键字】硅橡胶、性能研究、研究进展一、前言硅橡胶的分子主链是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的，对它性能的研究有助于提高产品的质量水平，找准应用领域，为相应的医疗领域、军事领域做出更大的贡献。
二、硅橡胶基本情况1、基本结构像丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)和天然橡胶(NR)等碳-碳键的聚合物，其分子链上存在不饱和键，但硅橡胶是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的，在其主链上没有不饱和键。
对有机聚合物来讲，不饱和键是其硫化的化学活性区域，并且该区域会由于紫外线、臭氧、光照和热量的作用而降解。
硅-氧键的高键能，完全饱和的基本结构以及过氧化物硫化是保持硅橡胶良好耐热和耐天候性能的关键所在。
除了更高的键能，对于碳原子而言，更大的硅原子也提供了更大的自由空间，使硅橡胶玻璃化温度低，透气性能更好。
由于应用上的不同，透气性能可能是优点亦有可能是缺点。
2、硅橡胶的合成硅橡胶合成的简要过程是：砂石或二氧化硅还原为单体硅→于300℃左右温度下，以铜作催化剂，硅与甲基氯化物相互作用→形成甲基氯化硅的混合物(一元、二元或三元)→通过蒸馏分离出二甲基氯化硅→二甲基氯化硅水解成硅烷又迅速合成为线型或环型硅氧烷→线型硅氧烷在氢氧化钾(KOH)的帮助下，形成四元双甲基环状体(D4)→在KOH存在下，D4聚合，链终止导致过程的完成。
3、硅氧烷的硫化硅氧烷一般使用过氧化物硫化，以优化其耐高温能力。
硅氧烷中含的乙烯基可被硫黄硫化，但硫键的低热敏性导致硅橡胶的热稳定性能容易受到破坏。
铂硫化体系也是硅橡胶硫化常用的，带来的性能包括：低挥发性、紧密的表面硫化、在任何介质中的超快硫化，铂硫化体系具有比传统过氧化硫化对应物略低的热稳定性能。
《高导热硅橡胶的制备与性能研究》
《高导热硅橡胶的制备与性能研究》一、引言随着现代电子设备及高科技领域的高速发展，设备运行时产生的热量已经成为了一个日益重要的技术挑战。
由于高热通量的工作环境中，高热散效率已成为衡量电子设备性能的重要指标。
因此，高导热硅橡胶作为一种重要的热管理材料，其制备与性能研究显得尤为重要。
本文将详细介绍高导热硅橡胶的制备方法、工艺流程及其性能研究。
二、高导热硅橡胶的制备1. 材料选择制备高导热硅橡胶的主要材料包括：基础硅橡胶、导热填料（如氧化铝、氧化铜等）、固化剂和其它添加剂。
这些材料的选择直接影响到最终产品的性能。
2. 制备工艺高导热硅橡胶的制备过程主要包括以下几个步骤：（1）将基础硅橡胶、导热填料和其它添加剂按一定比例混合均匀；（2）加入固化剂，进行搅拌，使各组分充分反应；（3）将混合物倒入模具中，进行固化处理；（4）脱模后得到高导热硅橡胶制品。
三、高导热硅橡胶的性能研究1. 导热性能导热性能是高导热硅橡胶最重要的性能指标。
通过实验测试，我们可以发现，导热填料的种类和含量对硅橡胶的导热性能有着显著影响。
适当的导热填料种类和含量可以提高硅橡胶的导热性能。
此外，硅橡胶的微观结构也会影响其导热性能。
2. 机械性能除了导热性能外，高导热硅橡胶的机械性能也是其重要性能指标之一。
我们通过拉伸试验、硬度测试等方法对硅橡胶的机械性能进行了研究。
结果表明，适当的导热填料可以提高硅橡胶的机械强度和耐磨性。
3. 耐温性能高导热硅橡胶在高温环境下仍能保持良好的性能，这是其被广泛应用于电子设备热管理的重要原因。
我们通过高温老化试验，研究了高导热硅橡胶的耐温性能。
结果表明，该材料在高温环境下仍能保持良好的物理性能和导热性能。
四、结论本文详细介绍了高导热硅橡胶的制备方法和性能研究。
通过实验测试，我们发现，适当的导热填料种类和含量可以提高硅橡胶的导热性能和机械性能。
此外，高导热硅橡胶在高温环境下仍能保持良好的性能，具有优异的耐温性能。
《高导热硅橡胶的制备与性能研究》
《高导热硅橡胶的制备与性能研究》一、引言随着电子科技的飞速发展，高导热材料在电子器件中的应用日益广泛。
硅橡胶作为一种优良的绝缘材料，其导热性能的提升对提高电子器件的散热效果、保证器件稳定性和延长使用寿命具有重要意义。
本文着重探讨高导热硅橡胶的制备工艺及性能研究，为相关领域提供理论基础和实践指导。
二、文献综述高导热硅橡胶的研究与应用已引起国内外学者的广泛关注。
现有研究表明，通过添加导热填料、优化硅橡胶基体结构、改变制备工艺等方法，可有效提高硅橡胶的导热性能。
其中，导热填料的种类、粒径、分布等因素对硅橡胶的导热性能具有重要影响。
此外，硅橡胶的力学性能、耐热性能、电性能等也是评价其综合性能的重要指标。
三、实验部分1. 材料与设备实验所需材料包括硅橡胶基体、导热填料（如氧化铝、氧化锌等）、催化剂、交联剂等。
设备包括混合机、硫化机、导热系数测试仪等。
2. 制备工艺（1）将硅橡胶基体、导热填料按一定比例混合；（2）加入催化剂和交联剂，充分搅拌均匀；（3）将混合物放入硫化机中进行硫化反应；（4）取出的样品进行后续性能测试。
3. 性能测试对制备的高导热硅橡胶进行导热系数、力学性能、耐热性能等测试，分析其综合性能。
四、结果与讨论1. 导热性能分析通过导热系数测试，发现高导热硅橡胶的导热系数随导热填料含量的增加而提高。
当导热填料含量达到一定值时，硅橡胶的导热性能达到最优。
此外，导热填料的种类和粒径对硅橡胶的导热性能也有显著影响。
2. 力学性能分析高导热硅橡胶的力学性能随导热填料含量的增加而降低。
但通过优化制备工艺和选择合适的导热填料，可在一定程度上提高硅橡胶的力学性能。
此外，硅橡胶的交联程度、分子量等因素也会影响其力学性能。
3. 耐热性能分析高导热硅橡胶具有良好的耐热性能，可在较高温度下保持稳定的物理性能和化学性能。
然而，随着温度的升高，硅橡胶的导热性能和力学性能可能会发生一定程度的降低。
因此，在实际应用中需根据使用环境选择合适的硅橡胶材料。
导热橡胶模型及导热橡胶的应用研究进展_陶慧
系数 ， 并与实测数据进行比较 。 结果表明 ： 当氮化 平面内外热扩散系数的预测值 硼体积分数较小时 ， 能够较好地与实测值吻合 ； 随着氮化硼体积分数的 预测值偏差增大 ， 实测值高于理论预测值 ， 这 增大 ， 可能是由于氮化硼片层复合物中的某种材料与基 体树脂发生了化学或物理相互作用的缘故 。 ２． ２ 多组分导热填料填充体系 随着导热材料 研 究 的 进 一 步 深 入 ， 导热填料 从单一填 料 逐 步 转 变 为 几 种 不 同 类 型 填 料 的 并 用， 由于大部分导 热 模 型 讨 论 的 都 是 在 一 种 高 聚 物中填充单一导 热 填 料 ， 因此不能对多组分导热 填料填充 聚 合 物 的 热 导 率 进 行 精 确 的 预 测 。Ｙ．
第７期
陶 慧等 ． 导热橡胶模型及导热橡胶的应用研究进展
４ ４ １
或结合基团 的 振 动 。 上 述 导 热 填 料 中 ， 热导率以 晶 体 非 金 属 次 之， 非晶体非金属最 金属 最 大 ， 小
［ ５， １ １］
式为 （ （ ） ｌ Ｃ ｌ １－ ｌ Ｃ １ λ＝ λ λ ｇ ｇ ｇ ２ ２＋ （ １ １） φ φ） 式中 ， λ 为复 合 材 料 的 热 导 率 ， λ １ 和λ ２ 分别为聚 合物和填 料 的 热 导 率 ， Ｃ １ φ 为 填 料 的 体 积 分 数， 为影响结晶度和聚合物结晶尺寸的因子 ， Ｃ ２ 为形 成粒子 导 热 链 的 自 由 因 子 。 其 中 Ｃ ２ 介于０和１ ） ， 之间 （ 包括 ０ 和 １ 表征形成导 热 链 的 难 易 程 度 ， ， 粒子越容易形成导热链 ， 其对复合材 Ｃ ２ 越接近 １ 料导热性能的影响也越大 。
１ ０］ 。 取向度对其热导率也有一定影响 ［
填充型导热硅橡胶研究进展
填充型导热硅橡胶研究进展张先伟;范宏【摘要】介绍了填充型导热硅橡胶的特点、填料类型和制备工艺,阐述了硅橡胶的导热机理并归纳总结了相关模型及其适用范围;综述了近年来国内外学者在填充型导热硅橡胶复合材料的结构优化与导热性能改善方法上的研究,并针对当前该领域的研究热点和存在问题,提出了进一步改进的思路.【期刊名称】《化学反应工程与工艺》【年(卷),期】2015(031)006【总页数】10页(P566-575)【关键词】导热硅橡胶;制备工艺;填料;模型;机理;结构优化【作者】张先伟;范宏【作者单位】浙江大学化学工程与生物工程学院化学工程联合国家重点实验室,浙江杭州310027;浙江大学化学工程与生物工程学院化学工程联合国家重点实验室,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TQ333.93硅橡胶独特的有机-无机杂化分子结构（如图1所示），赋予了其优于传统橡胶的诸多性能，如耐高低温、低玻璃化温度、耐候、耐磨、电绝缘、阻燃、高化学稳定性及生理惰性等[1-3]。
自20世纪40年代商业化以来，硅橡胶已被广泛用于航空航天、国防军工、汽车、建筑、电子电器、医疗和食品加工等各个行业[2,3]。
近年来，随着经济的发展和技术的进步，人们对高性能导热弹性体的要求越来越高，如：高性能电子产品的密封件既要具备优良的散热和绝缘效果，又要防潮防尘防震；化学工业生产和废水处理等领域要求热交换器垫圈同时拥有良好的导热、耐高温和耐化学腐蚀等性能[4]；涡轮增压器空气管道及回油管道柔性接头的使用温度高达205 ℃，通用橡胶难以承受等。
导热硅橡胶具有优良的散热、减震、耐化学腐蚀性和较宽的使用温度（-90～250 ℃），能在极限和苛刻环境中保持弹性和使用稳定性，非常适合电子、电器、汽车和仪表等行业的弹性粘接、定位、散热、绝缘及密封使用[5]，因而在导热材料使用领域备受关注。
导热硅橡胶分为本征型和填充型两类。
普通硅橡胶的导热系数虽然高于传统合成橡胶，但导热性能仍然较差，只有0.2 W/(m·K)左右[6]。
硅橡胶的研究与应用进展_许莉
第28卷 第1期2007年2月特种橡胶制品Special P ur po se Rubbe r P roduc ts V o l.28 N o.1 F ebruary 2007硅橡胶的研究与应用进展许 莉1,腾雅娣2*,华远达2,张丽丽2(1.北京橡胶工业研究设计院,北京 100039;2.沈阳化工学院应用化学学院,沈阳 110142)摘 要:综述了硅橡胶耐热性、耐寒性、导热性等机理,并指出了改变侧链结构、在主链中引入大体积链段和在胶料中加入耐热助剂是提高耐热氧老化性的3种途径。
引入少量改性链节来破坏分子链结构的规整性是提高硅橡胶耐寒性的主要途径,还归纳了硅橡胶在耐高温、耐寒性、绝缘性、导热性方面以及在生物医学领域的应用和液体硅橡胶的应用。
关键词:硅橡胶;耐热性;耐寒性;导热性;绝缘性;液体硅橡胶中图分类号:T Q333.93 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2007)01-0055-05收稿日期:2006-08-17作者简介:许 莉(1966-),女,北京市人,工程师。
*通讯联系人。
硅橡胶具有许多独特性能,如耐高低温、电器绝缘及生理惰性等,为其他有机高分子材料所不能比拟和替代,因而在航天、化工、农业及医疗卫生等方面得到广泛应用,并已成为国民经济重要而必不可少的新型高分子材料。
本文介绍了硅橡胶的耐热性、耐寒性、导热性、导电性、绝缘性、适应性研究和应用及液体硅橡胶的应用。
1 耐热性硅橡胶是高相对分子质量聚硅氧烷经补强、硫化等工序而制成的有机硅弹性体,其主链是以交替Si -O 键连接,由于Si -O 键键能比C -C 键键能高得多,因而硅橡胶具有高耐热稳定性。
但是随着科技的发展,硅橡胶的耐热性已不能满足在苛刻条件下的使用要求。
因此,改善硅橡胶的耐热性是当前硅橡胶领域的热门话题。
1.1 耐热及降解机理硅橡胶在热氧老化过程中的结构变化可分为2类:(1)是侧链甲基的氧化反应;(2)是主链降解断裂反应[1]。
导热橡胶的研究进展
导热橡胶的研究进展杨坤民,陈福林,岑 兰,周彦豪(广东工业大学材料与能源学院,广东广州 510640) 摘要:概述导热橡胶的典型理论模型和导热机理,介绍导热橡胶填料的应用研究及导热橡胶的加工进展。
填充型导热橡胶的典型理论模型包括粉状填料模型、纤维填料模型和片状填料模型;橡胶复合材料的导热性主要取决于所用填料的导热性及其在基体中的分布形式,只有当填料用量达到能够在基体中形成导热网链时才能起到改善材料导热性的作用;三氧化二铝、碳化钛、氮化硼等高导热性填料的加入可有效提高NR 、SBR 、IIR 和硅橡胶等材料的导热性。
关键词:导热橡胶;填料模型;导热机理 中图分类号:TQ33618 文献标识码:B 文章编号:10002890X (2005)022*******作者简介:杨坤民(19742),男,湖北襄樊人,广东工业大学在读硕士研究生,主要从事聚合物基复合材料及聚合物改性的研究工作。
导热橡胶是侧重导热性能的一类橡胶基复合材料,导热性能的提高通常伴随着散热性能的优化。
散热对电子产品极其重要,统计资料表明,电子元气件温度每升高2℃,其可靠性下降10%;50℃时的寿命只有25℃时的1/6[1]。
导热橡胶广泛应用于航天、航空、电子、电器领域中需要散热和传热的部位,同时可起到绝缘和减震的作用。
绝缘导热密封橡胶具有较高的导热率、优良的电性能和耐老化性能,能够有效散去电子产品使用中产生的热量,对电子产品的密集化、小型化和提高其可靠性和寿命都具有重要意义[2]。
1 导热橡胶的应用开发背景导热橡胶分为本征型导热橡胶和填充型导热橡胶。
通用橡胶都是热和电的不良导体,合成新的本征型导热橡胶绝非易事,因此一般通过填充高导热性的填料来制取导热橡胶。
通过填充制得的导热橡胶价格低廉、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。
在橡胶工业中,导热性研究一般从加工和使用两个角度来考虑。
加工过程着重于厚橡胶制品的硫化均匀性。
加成型导热硅橡胶研究进展
技术进展2018, 32 (3)：222 -225SILICONE MATERIAL加成型导热硅橡胶研究进展贾丽亚，吴洋洋(埃肯有机硅（上海）有限公司，上海201108)摘要：基于对专利文献的检索分析，综述了加成型导热硅橡胶的研究进展，介绍了几种能将硅橡胶热导率提高至3 W/(m.K)以上的有效途径。
关键词！导热，硅橡胶，填料中图分类号：TQ333.93 文献标识码：A doi：10.11941/j.issn.1009 -4369.2018.03.013据世界知识产权组织（W IP O)统计，每年 发明创造成果中的90% ~95%能在专利文献中 检索到，而有70%的技术内容未在其它非专利 文献中发表过。
专利文献所反映的技术信息内容 广博，几乎涉及人类生产活动的全部技术领域。
此外，专利文件免费易得，持续不断更新，还提 供除技术外的广泛信息如公司、发明人、法律状 态等，信息量巨大。
通过专利文献可以了解前人 在本领域已做的工作和取得的成果，了解相关技 术的发展、演化等，还能了解到谁拥有相关技 术，竞争对手是谁，从而可帮助制订公司技术发 展战略，寻求合作伙伴，规划公司专利布局，制订相应的市场策略等。
20世纪90年代以来，导热材料在电子电 器、汽车、航空航天、军事装备等诸多制造业及 高科技领域中发挥了很重要的作用。
随着科学技 术的高速发展，电子元件和半导体材料的集成 化、微型化和大功率化对导热材料的性能提出了 更高的要求。
硅橡胶可以在很宽的温度范围内长 期保持弹性，硫化时热效应小，并具有优良的电 气性能和化学稳定性能，向其中添加高导热性能 填料后即可得到导热硅橡胶[1]。
导热硅橡胶具 有优良的散热、减震、耐化学腐蚀性和较宽的使 用温度（-90 -250S)，能在极限和苛刻环境 中保 弹性和 性，非 a子器、汽车和仪表等行业的弹性粘接、定位、散 热、绝缘及密封[2]，因此其在导热材料使用领 域备受关注。
考虑到加成型硅橡胶由于硫化时无小分子脱 出，具有尺寸稳定、环境友好等诸多优点，以及其在电子领域的广泛应用，本文在对专利文献进 行检索的基础上对加成型导热硅橡胶的研究进行 了重点调查。
硅橡胶的研究进展 综述
硅橡胶的应用及发展前景摘要：由于硅橡胶本身具有耐高低温、耐老化、透明度高、生理惰性、与人体组织和血液不粘连、生物适应性好、无毒、无味、不致癌等一系列优良的特性，所以硅橡胶在各个领域有着广泛的应用。
本文简要介绍了硅橡胶的种类、不同制备方法的反应机理、最新的研究进展及其应用。
关键字：硅橡胶；应用；加成；缩合；氧化；分类硅橡胶为一特种合成橡胶，它是由二甲基硅氧烷单体及其它有机硅单体，在酸或碱性催化剂作用下聚合成的一类线型高聚物(生胶)，经过混炼、硫化，可以相互交联成为橡胶弹性体，其基本结构链，表示通式：硅橡胶的性能特点如下：（1）物理机械性能：硅橡胶在室温下物理机械性能比其他橡胶低，但在150℃高温以上其物理机械性能高于其他橡胶，一般硅橡胶除弹性较好以外，拉伸强度、伸长率、撕裂强度都很差。
（2）耐高低温性能：硅橡胶可在-100℃-250℃长期使用，若适当配合的乙烯基硅橡胶可在250℃下工作数千小时，300℃下工作数百小时。
热空气老化后仍能保持橡胶特性，低苯基硅橡胶的玻璃化转变温度为-140℃，其硫化胶在-70℃-100℃下仍具有弹性，硅橡胶可耐数千度的瞬时高温。
（3）优异的耐臭氧老化、热氧老化、光老化和气候老化性能：硅橡胶硫化胶在自由状态下室外暴晒数千年后性能无显著变化。
（4）优良的电绝缘性能：硅橡胶硫化胶在受潮、遇水和温度升高时的电绝缘性能变化很小。
（5）特殊的表面性能：硅橡胶是疏水的，对许多材料不粘可起隔离作用。
（6）优异的生理惰性：硅橡胶无水、无毒，对人体无不良影响，具有良好的生物医学性能。
（7）良好的透气性：硅橡胶的透气率较普通橡胶大数十至数百倍，而且对不同气体的透气率差别较大。
（8）耐油耐辐射、耐燃烧等性能：硅橡胶具有优良的耐油、耐溶剂性能它对脂肪族、芳香族和氯化烃类溶剂在常温和高温下的稳定性非常好。
一般硅橡胶对低浓度的酸、碱有一定的抗耐性，对于乙醇、丙酮等介质也有较好的抗耐性，硅橡胶的耐辐射性能一般。
《高导热硅橡胶的制备与性能研究》
《高导热硅橡胶的制备与性能研究》一、引言随着电子技术的飞速发展，电子设备的功率密度和集成度不断提高，使得设备内部的热量管理变得尤为重要。
高导热硅橡胶作为一种新型的热管理材料，因其优异的导热性能、良好的电气绝缘性、耐高温、耐老化等特点，在电子封装、散热系统等领域得到了广泛应用。
本文旨在研究高导热硅橡胶的制备工艺及其性能，为实际应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料制备高导热硅橡胶所需的主要材料包括：硅橡胶基体、导热填料（如氧化铝、氧化硅等）、交联剂、催化剂等。
2. 制备方法（1）按照一定比例将硅橡胶基体、导热填料、交联剂、催化剂等混合均匀。
（2）将混合物进行真空脱泡处理，以去除其中的气泡。
（3）将脱泡后的混合物倒入模具中，进行硫化处理。
（4）硫化完成后，取出样品，进行性能测试。
三、制备工艺研究1. 配方设计导热填料的种类、粒径、含量等因素对硅橡胶的导热性能有重要影响。
通过多次试验，确定最佳的配方比例。
2. 硫化工艺硫化温度、时间和压力等因素也会影响硅橡胶的性能。
通过研究不同硫化工艺对硅橡胶性能的影响，确定最佳的硫化工艺参数。
四、性能研究1. 导热性能通过热导率测试，研究不同配方和硫化工艺对高导热硅橡胶导热性能的影响。
实验结果表明，合理的配方设计和硫化工艺能显著提高硅橡胶的导热性能。
2. 电气性能高导热硅橡胶应具有良好的电气绝缘性能。
通过介电强度测试、体积电阻率测试等方法，研究硅橡胶的电气性能。
实验结果表明，制备的高导热硅橡胶具有良好的电气绝缘性能。
3. 耐温性能高导热硅橡胶应能在较宽的温度范围内保持良好的性能。
通过高温老化测试和低温弯曲测试等方法，研究硅橡胶的耐温性能。
实验结果表明，制备的高导热硅橡胶具有良好的耐温性能。
五、结论本文研究了高导热硅橡胶的制备工艺及其性能。
通过合理的配方设计和硫化工艺，成功制备出具有优异导热性能、良好电气绝缘性能和耐温性能的高导热硅橡胶。
实验结果表明，高导热硅橡胶在电子封装、散热系统等领域具有广泛的应用前景。
氧化镁填充导热硅橡胶的性能研究_林晓丹
氧化镁填充导热硅橡胶的性能研究林晓丹,曾幸荣,陆湛泉,杨春章,黄佳乐,吴丽卉(华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州 510640) 摘要:对氧化镁填充导热硅橡胶的性能进行研究。
结果表明,氧化镁用量在200份以下时,小粒径氧化镁填充硅橡胶的热导率和拉伸强度大于大粒径氧化镁填充硅橡胶,而拉断伸长率则相反;大粒径氧化镁/小粒径氧化镁并用比为100/100时硅橡胶的热导率最大;添加适量的硅烷偶联剂有利于提高硅橡胶的热导率,其最佳用量约为大粒径氧化镁用量的0.5%。
关键词:导热硅橡胶;氧化镁;热导率;拉伸性能中图分类号:TQ330.38+3;TQ333.93 文献标识码:B 文章编号:10002890X (2008)0520291204 基金项目:粤港关键领域重点突破项目招标东莞专项资助项目(2006168304) 作者简介:林晓丹(19642),男,湖北仙桃人,华南理工大学副研究员,博士,主要从事塑料、橡胶共混改性以及涂料、树脂和胶粘剂合成、表征与应用研究。
导热灌封胶被广泛用于各种电子产品中,但灌封胶使用时需调配、灌封和固化,工艺复杂、操作费时,不适合在快速的生产线上使用,取而代之的是一种操作方便快速、具有一定厚度的导热衬垫———柔性导热胶垫。
该种胶垫基材为硅橡胶,导热填料为氧化铝或氧化铝、氧化镁和氮化硼的混合颗粒,具有良好的导热和绝缘性能。
由于其本身具有一定柔韧性,能够紧密贴合在功率器件与散热铝/铜片或机器外壳间,达到较好导热及散热目的,目前已直接用于微处理器、直流转换器、继电器、U PS 、汽车电子、投射灯具等电子产品中。
目前研究较多且导热和绝缘性能良好的导热绝缘橡胶填料有氧化铝[123]、氮化硅[4]等。
氧化镁的导热性能略优于氧化铝,可制备具有更高热导率的胶垫;电性能逊于氧化铝,但仍满足普通电子电器产品绝缘胶垫的要求,是一种优异的导热绝缘橡胶填料,但其相关报道较少。
本工作以混炼硅橡胶为基体、氧化镁为导热填料制备柔性导热胶垫,并对其性能进行研究。
导热电子灌封硅橡胶的研究进展
１２ 导热填料 ．
１ 导热 电子灌封硅橡胶的组成
１ １ 基胶 ．
目 前使 用较多 的灌封 材料是各种合成 聚合 物。其 中以环 氧树脂、聚氨酯 及橡胶 的应用 最 广… 。硅橡胶可 在很 宽的温度范 围内长期保 持 １ 弹性 ，硫化时不吸热、不放热，并具有优 良的电
气性能和化学稳定性能，是电子电气组装件灌封 的首选材料【 。 ２ ｌ
收稿 日 ：２０ 一Ｏ 一 ６ 期 ０６ １ Ｏ 。 作者简介 ：吴敏娟 （９ ｌ １８一 ，女 ，研究生 ，主要从 事有机 硅产品的开发。
＊联 系人 。
维普资讯
・
８ ・ ２
哺 ・ 材 斟 机 ｌ
第 ２卷 ０
状或箔片状的导热填料的导热效果更好。
对填料进行表面处理可以提高填料与基胶的 相容性 ，增加填充量 ，实现灌封胶导热性大幅度 提高 。如采用经硅烷偶联剂 Ｋ Ｈ一５０ ５ 、Ａ一１１ ５、
六 甲基二硅氮烷、二甲基二 甲氧基硅烷表面处理 的刚玉粉填充 Ｒ Ｖ导热硅橡胶 ，材料 的热导率 Ｔ
Ｗ／（ Ｋ ，加上其负 的热膨胀 系数 、高模量 、 ｍ・ ）
低密度 ，使其特别适合于制成高导热及尺寸稳定 或热膨胀系数 匹配 的复合材料 － １ 。芦时林和英
国利兹大学合作研究 的中间相沥青碳纤维 由于其
石墨晶体结构沿纤维轴高度取 向，具有极高的热 导率［ ｌ １。 ５
可从 １１ ．６ ｗ／（ Ｋ ｍ－ ）提高到 ２ １ ．Ｏｗ／（ Ｋ ， ｍ・ ） 导热性能提高近一倍［ 。将表面处理后 的 ＳＣ ５ ＿ ｉ、
子物 ；因此 ，在灌封后应放置一段 时间 ， 待低分
了更高的要求 。为 了防止水分、尘埃及有害气体 对电子元器件的侵入 ，减缓震动 ，防止外力损伤 和稳定元器件参数 ，将外界 的不 良影 响降到最
硅橡胶的导热性能与散热应用研究
硅橡胶的导热性能与散热应用研究导热性能是指材料传递热能的能力，对于一些需要散热的应用来说，如电子产品、汽车零部件等，导热性能成为了一个重要指标。
硅橡胶是一种具有良好导热性能的材料，因此在散热领域中有着广泛的应用。
首先，让我们了解一下硅橡胶的导热性能。
硅橡胶具有独特的化学结构和物理性质，其中包含大量的硅-氧键以及有机基团。
这些硅-氧键和有机基团的结合使硅橡胶既具有良好的柔韧性和弹性，又具备优异的导热性能。
硅橡胶在高温和低温环境下均能保持稳定的导热性能，这使得它在各种极端工作环境中都能发挥良好的散热效果。
硅橡胶的导热性能不仅取决于其化学结构，还与其导热机制密切相关。
硅橡胶的导热机制主要包括晶粒扩散、载流子传导和辐射传热。
晶粒扩散指的是热量通过晶粒之间的跳跃传递，而载流子传导是指热量通过硅橡胶中的自由载流子传递。
辐射传热则是指热量通过辐射作用在硅橡胶中传递。
这些导热机制共同作用，使得硅橡胶具有较高的导热性能。
硅橡胶的导热性能使得它在散热领域中具有广泛的应用。
以电子产品为例，如智能手机、电脑等，高性能处理器的运行会导致大量的热量，如果不能及时散热，会对设备的正常工作和寿命产生影响。
在这种情况下，硅橡胶作为散热材料被广泛应用。
硅橡胶导热垫片、导热硅胶脂等配件可以加强电子设备与散热片之间的热传递，有效降低设备温度，提高工作效率和稳定性。
此外，硅橡胶在汽车零部件领域也有重要的应用。
汽车发动机、制动系统等部件的工作会产生大量热量，需要经过散热系统及时降温。
硅橡胶作为散热材料，可以用于散热片、散热垫、散热管等部件，提高汽车零部件的散热效果，保证汽车的正常运行。
为了提高硅橡胶的导热性能和散热效果，研究人员进行了一系列的实验和研究。
其中一个关键的研究方向是改善硅橡胶的导热性能。
例如，可以通过添加导热填料，如金属氧化物或碳纳米管等，来提高硅橡胶的导热性能。
这些导热填料可以增加硅橡胶中的热传导路径，从而提高导热性能。
此外，还可以通过调整硅橡胶的化学结构，优化其导热性能。
硅橡胶的研究进展
硅橡胶的研究进展硅橡胶是一种重要的有机高分子材料，具有优异的耐高温、耐低温、耐候、电气绝缘等特性，因此在航空航天、电子电气、汽车制造、医疗器械等领域得到广泛应用。
随着科学技术的发展，硅橡胶材料的研究和应用也在不断深入和发展。
目前，硅橡胶市场正面临着许多发展机遇和挑战。
其中，一些新型的硅橡胶材料和制备方法的出现，为硅橡胶的应用拓展了新的领域。
例如，以聚硅氧烷为软段、以聚硅氮烷为硬段的硅氮橡胶，具有优异的耐高温性能和机械强度，成为航空航天、汽车制造等领域的新宠。
此外，一些新的制备方法如微波辐射固化、等离子体表面修饰等，也为硅橡胶的制备和应用提供了新的可能。
为了更好地了解硅橡胶的研究现状和发展趋势，我们采用了文献调研和实验研究相结合的方法。
首先，我们对国内外相关文献进行了系统梳理和分析，了解硅橡胶的最新研究动态和发展趋势。
同时，我们也设计了一系列实验，对不同种类的硅橡胶材料进行了性能测试和表征，以便更好地掌握其内在规律和实际应用性能。
通过文献调研和实验研究，我们发现了一些有趣的事实。
首先，硅橡胶市场正在呈现出快速增长的趋势，特别是在一些新兴领域如新能源、环保等的应用前景非常广阔。
其次，新的硅橡胶材料和制备方法的研究也在不断进行，为硅橡胶的应用提供了更多的可能性。
最后，硅橡胶在生物医学领域的应用研究也正在深入开展，有望在医疗器械、生物材料等领域实现更多突破。
总之，硅橡胶作为一种重要的有机高分子材料，在多个领域的应用前景非常广阔。
随着科学技术的不断发展和进步，我们相信硅橡胶的研究和应用也将不断取得新的成果和突破。
未来的硅橡胶领域将更加注重材料的性能提升、制备方法的创新以及新应用领域的拓展，同时，还将大力加强硅橡胶在生物医学等领域的应用研究，为人类的生产和生活带来更多的便利和福祉。
此外，为了应对全球环境和资源的挑战，未来的硅橡胶研究将更加注重绿色、可持续发展。
通过采用环保型原料、优化制备工艺、减少生产过程中的能耗和排放等方式，提高硅橡胶的环保性能和生产效益。
导热硅橡胶的研究进展
Ｐｒ ｇ ｅｓｉ ｔ ｄ ｆＴｈ ｒ ａ ｎ ｕ ｔ ｅ Ｓｌ ｏ ｅ Ｒｕ ｂ ｒ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｅ ｍ ｌＣｏ ｄ ｃｉ ｉ ｃ ｎ ｂ ｅ ｖ ｉ
石墨烯导热硅橡胶的研究进展
石墨烯导热硅橡胶的研究进展摘要：石墨烯导热硅橡胶是一种新型的导热材料，具有高热导率、优异的导电性能和机械性能等特点。
高分子化学是其制备和性能调控的重要手段之一。
本文综述了石墨烯导热硅橡胶的制备方法、高分子化学在导热硅橡胶中的应用、石墨烯导热硅橡胶的性能研究等方面的研究进展。
未来，我们需要在高分子化学领域不断探索，以提高石墨烯导热硅橡胶的性能和应用范围。
关键字：石墨烯导热硅橡胶；高分子化学；导热硅胶；导热硅胶垫；导热硅脂一、引言石墨烯导热硅橡胶是一种新型的导热材料，具有高热导率、优异的导电性能和机械性能等特点，因此在电子、能源、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
高分子化学是其制备和性能调控的重要手段之一。
随着石墨烯导热硅橡胶的研究深入，高分子化学在导热硅橡胶领域的应用越来越受到研究者们的重视。
本文旨在综述石墨烯导热硅橡胶的研究进展，特别是高分子化学在该领域的应用，以及存在的问题和未来的发展方向。
二、石墨烯导热硅橡胶的制备方法石墨烯导热硅橡胶作为一种新型的导热材料，具有优异的导热性能、电性能和机械性能，在电子、能源和生物医学等领域都有广泛的应用前景。
石墨烯导热硅橡胶的制备方法是其性能优化和产业化的关键之一，目前主要有溶液混合法、机械混合法和化学还原法等多种制备方法。
溶液混合法是一种常用的制备方法，其基本原理是将硅橡胶和石墨烯分别溶解于有机溶剂中，然后通过共混来制备石墨烯导热硅橡胶。
相比其他方法，该方法的操作简便，制备时间短，且石墨烯的分散效果较好，可以制备出高品质的石墨烯导热硅橡胶。
但其缺点也很明显，如石墨烯与硅橡胶的相容性较差，石墨烯的加入量受限等。
机械混合法是通过机械研磨的方式将硅橡胶和石墨烯混合制备而成，其优点是制备过程简单易行，不需要额外的化学反应步骤。
但是该方法需要较长时间的研磨过程，同时石墨烯的分散性和质量都较难保证，会导致制备出的石墨烯导热硅橡胶质量不稳定。
化学还原法是一种广泛应用于石墨烯制备的方法，其基本原理是通过还原反应将石墨烯氧化物还原为石墨烯，并与硅烷或硅醇反应制备出石墨烯导热硅橡胶。
VMQ／环氧／BN增强加成型导热硅胶的研究
VMQ／环氧／BN增强加成型导热硅胶的研究将烯丙基缩水甘油醚、纳米级乙烯基甲基MQ硅树脂（VMQ）、硅烷偶联剂KH560、微米级导热填料BN混杂在端乙烯基甲基硅油中，通过加入交联剂（含氢甲基硅油）、抑制剂（乙炔基环己醇）及Karstedt催化剂制备了室温流动性好、操作时间长的液体导热硅胶，探讨了硅胶的交联固化增强机理。
结果表明，通过VMQ改性的硅胶，拉伸强度和粘接强度显著提高，再经环氧改性后粘接强度可进一步提高到1.2 MPa。
随着BN掺量的增加，热导率大幅提升。
当乙烯基硅油质量份为100、VMQ为90、烯丙基缩水甘油醚为2、BN为60时，热固化形成的硅橡胶热导率可达到1.6 W/（m·K），质量损失10%时温度可达631 K。
标签：乙烯基甲基MQ硅树脂；硅氢加成；高导热硅胶；耐高温随着半导体材料的集成化、微型化和大功率化的高速发展，现代电子设备和LED等半导体设施对导热材料提出了更高的要求。
加成型液体导热硅橡胶是导热复合材料的主流发展方向之一。
加成型液体硅橡胶基础胶料的优点有：（1）在交联固化过程中无低分子副产物，不会产生低分子副产物高温时的破坏应力；（2）硫化速度与环境湿度无关，低、中、高温下均可固化；（3）电气强度和化学稳定性优良，耐候、防水、防潮、防震、无腐蚀且无毒、无味，易于灌注并能深度硫化，收缩很小，操作简单，可在-65～200 ℃下长期使用。
但硅橡胶基础胶料的热导率只有0.1～0.2 W/（m·K），只有进行改性和复合才能获得高导热的硅橡胶材料[1～4]。
本文采用KH560和烯丙基缩水甘油醚及纳米级乙烯基甲基MQ硅树脂、微米级导热填料BN为改性剂，研究改性加成型液体硅胶的热固化机理、力学性能、导热性能和耐热性能。
1 实验部分1.1 原料端乙烯基甲基硅油（5 000 mm2/s，简称乙烯基硅油）、含氢甲基硅油（简称为含氢硅油，含氢量为0.75%）、KH560，广州聚成兆业有机硅原料有限公司；纳米级乙烯基甲基MQ硅树脂（缩写为VMQ，简称为乙烯基MQ硅树脂，乙烯基含量2.4%）溶液（60%的二甲苯溶液），广州得尔塔有机硅技术开发有限公司；导热填料氮化硼BN（99%，10μm），福斯曼科技（北京）有限公司；Karstedt 催化剂（金属铂的质量分数为2 000×10-6）、乙炔基环己醇、烯丙基缩水甘油醚，均为试剂。
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化工时刊
Ｃｈ ｍ ｉ ｌｎ ｕ ｔ ｍｅ ｅ ｃ ｄ ｓ ｒ Ｔｉ ｓ ａ Ｉ ｙ
Ｖｏ． ４， ． ０ １ ２ Ｎｏ １ Ｏｃ ． ０． ０１ ｔ１ ２ ０
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １０ ｏ：０３ ６ ／．ｓ ．０ ２—１４ ２ １ ． ０ ０ ４ ｓ ５ Ｘ．０ ０ １ ． １
关键 词 导热硅橡胶
Ｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｔ ｄ ｆＴｈ ｒ ａ ｎ ｕ ｔｖ ｉ ｃ ｎ ｂ ｅ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｅ ｍ ｌＣｏ ｄ ｃｉｅ Ｓ ｌ ｏ ｅ Ｒｕ ｂ ｒ ｉ
Ｌ ｉ ｇ ｉｇ ｖ Ｊｎ ｎｎ
（ ｅ ａｔｅ ｔ ｆ ｈ ｍ ｓｙａｄＣ ｅ ｉａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｊ ｉ ｎｖｒ ｔ， ｈ ｎ ｏ ｇＱ ｆ ７ １５ Ｄ ｐｒ ｎ ｅ ｉｒ ｎ ｈ ｍ ｃｌ ｎｉ ｅｉ ， ｉ ｎ Ｕ ｉ ｓ ｙ Ｓ ａｄｎ ｕｕ２ ３ ５ ） ｍ ｏＣ ｔ ｎ ｎ ｎｇ ｅｉ
导主要 是通 过 晶格 振动 和 分 子链 振 动 来 实 现 ，热 能 载体 主要是声 子 Ｊ 。 导热硅橡 胶 的导热性 能 由硅橡 胶基 体 、 填料 和加 工工艺 综合决 定 。作 为绝 缘 和减 震 性 能优 异 的硅 橡
天然 橡胶及 其它合 成 橡 胶 相 比， 橡 胶 具有 耐 高 、 硅 低 温， 耐老化 ， 电气绝 缘 、 生理 惰 性 ， 模性 好 等一 系列 脱
可靠 的散 热途径 ， 能起 到 绝 缘 和减 震 作用 ， 又 而导 热 硅橡胶 正好 具备这 一 优 良的综 合性 能 ｌ 。 ２ 】
硅橡胶 是 以 Ｓ、 Ｓ 为主链 的高 分子 弹性 体 ， ｉＯ、ｉ 与
Ⅱ
导热硅橡胶的导热机理
固体导热 包括 电子导 热、 声子 导热 和光子 导 热 ］ 。由于高分子聚合物本身无 自由电子 ， 热传
ａ ｄ ｆ ｔｒ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｆｔｅ ａ ｏ ｄ ｃｉｅ ｓ ｉｏ ｅ ｒ ｂ ｅ ｅ ｅ ａｓ ｉ ｕ ｓ ｄ ｎ ｕｕ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｒ ｌ ｃ ｎ ｕ ｔ ｉ ｃ ｎ ｕ ｂ ｒｗ ｒ ｌ ｄ ｓ ｓ ｅ ． ｏ ｈ ｍ ｖ ｌ ｏ ｃ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｔｅｍａ ｏ ｄ ｃ ｖ ｉ ｃ ｎ ｕ ｂ ｒ ｔｅｍａ ｏ ｄ ｃｉｉ ｃ ａ ｉｍ ｔｅ ａ ｏ ｄ ｃｉｉ ｄ ｌ ｙ ｒ ｓ ｈ ｒ ｌ ｃｎ ｕ ｔ ｅ ｓ ｉｏ ｅｒｂ ｅ ｈ ｒ ｌｃ ｎ ｕ ｔ ｔ ｍｅ ｈ ｎｓ ｉ ｌ ｖｙ ｈ ｒ ｌｃ ｎ ｕ ｔ ｔ ｍｏ ｅｓ ｍ ｖｙ
寸 硅 导 执 橡 胶 研 究 进 展
吕京 宁
（ 济宁学院化学与化工系， 山东 曲阜 ２３５ ） ７ １５
摘 要 概述了导热硅橡胶 的导热机理和模型 ， 绍了改善硅橡 胶导热 性能的主要途径 ， 介 阐述 了导热硅橡胶 的应用
导热 机理 导热模型 表面改性
情况 ， 并对其今后研究方 向进行了展望。
能扩散速率主要取决于邻近原子或结合基团的振动。
Ｅ— ａ ： ｉ ｎ ｇ ６ ．Ｏ ｍ ｉ ｎ ｉ ＠１３ Ｃｒ ｌ ｇｎ ｎ
作者简介 ： 吕京宁（ ９２一 ， ， 士， １８ ） 女 硕 讲师 ， 主要从事功能材料的制备及应用和化工教学研究
胶基体而言， 其导热系数仅为 ０ ２ｗ／ ｍ ・ ） ． （ Ｋ 左右 （ 约为有机橡胶的 ２ ［ ） 倍 ５ 。但是 ， 硅橡胶基体 中加
优异性能ｌ 。普通硅橡胶的导热性能较差， ３ Ｊ 导热系 数通常只有 ０ ２ ｍ ・ ． Ｗ／ Ｋ左右， 加入导热填料可提高 硅橡胶 的导 热性能。常用 的导热填料 有金属 粉末 （ Ａ 、ｇ ｃ 等）、 如 ｌ 、ｕ Ａ 金属氧化物（ 如 Ｏ 、 ｇ 、 ｅ ，Ｍ Ｏ ＢＯ 等）、 金属氮化物（ Ｓ Ｎ １、 Ｎ等） 如 ｉ ¨ＡＮ Ｂ ， 及非金属材 料（ Ｓ 、 墨、 如 ｉ 石 Ｃ 炭黑等）４５ ［ ］ － 。本 文综述 了当前国 内外导热硅橡胶的导热机理、 型、 模 提高导热性能的
Ｓ ｒ ｃ ｄ ｉｃ ｔ ｎ ｕ ｆ ｅ ｍｏ ｆ ａｉ ａ ｉ ｏ
近来 导热高 分子 材 料 的制 备 与 开 发成 为研 究 热 点， 导热材 料 已广 泛 应 用 于许 多特 殊 场 合 如航 空 、 航
途径 和导热 硅橡胶 的应用情 况 。
天和电子电气等领域… 。随着科学技术 的进步和工 业生产快速发展 ， 人们对导热材料提出了更为苛刻的 要求 。希望导热材料既能够为电子元器件提供安全
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｔ ｅ ｍａ ｏ ｄ ｃｉ ｉ ｃ ａ ｉｍ ｎ ｈ ｏ ｅ ｃ ｌｍｏ ｅ ｓ ｏ ｅ ａ ｃ ｎ ｕ ｔ ｅ ｓ ｃ ｎ ｕ ｂ ｒ ｓｒ ｃ ｈ ｈ ｒ ｌ ｃ ｎ ｕ ｔ ｔ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｔ ａ ｄ ｌ ｆ ｔ ｒ ｌ ｏ ｄ ｃｉ ｉ ｏ ｅ ｒ ｂ ｅ ｖｙ ｉ ｈ ｍ ｖ ｉ ｆ
收稿 日期 、 １ 、 Ｎ等） ， Ｓ ＡＮ Ｂ Ｃ 后 其导热性能
可以提高 １ Ｏ倍甚至几 １ Ｏ倍。填料 自身的导热性能 及其在基体 中的分布情况 ， 对硅橡胶的导热性能有重 要影响。填料的种类不同导热机理也不同 ， 金属填料
通过 电子导 热 ， 非金 属 填 料 主要 依靠 声 子 导 热 ， 热 其
ｗｅｅｒｖｅ ｄ ｈ ｐ ｒａ ｈ ｓｏ ｍｐｏ ｉｇ ｔｅ ａ ｏ ｄ ｃｉｉ ｉｃ ｎ ｕ ｂ ｒｗ ｒ ｎｒｄ ｃ ｄ Ｔ ｅ ａ ｐｉａｉｎ ｒ ｅ ｉｗｅ ．Ｔ ｅａ ｐｏ ｃ ｅ ｎ ｉ ｒｖｎ ｒ ｌｃ ｎ ｕ ｔ ｔ ｓｌ ｏ ｅｒ ｂ ｅ ｅｅ ｉｔ ｕ ｅ ． ｈ ｐ ｌ ｔ ｈ ｍ ｖｙ ｉ ｏ ｃ ｏ