聚合物导热材料的研究进展

ｉ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｍｅ ｓ ｕ ｇ ｇｅ ｓ ｔ ｉ ｏｎ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｄ ｖ ｉ ｓ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｃ ｏｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｔ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｒ ｍａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ；ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｃ ｏ ｎｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｆ ｉ ｌ ｌ ｅ ｒ ；ｐ ｏ ｌ ｙｍｅ ｒ
的结 晶性 能 、 极 性 基 团 的多 少 和偶 极 化 程 度 也 是 影
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ４ — ０ ８
工程应用 中 ， 片 材 横 向上 的 导 热 系 数 应 达 到 １ ． ３ ～
叉是 目前 研究 的热 点 。传统 意 义上 的导 热材 料包 ２ ． ０ Ｗ／ （ ｍ ・Ｋ） ， 而在 电子领 域则 需要 达到 ２ ． ０ ～ 括 Ａ １ 、 Ｃ ｕ 、 Ｍｇ等 金 属 ， Ａ１ Ｎ、 Ｂ Ｎ等氮化物， Ｍｇ ０、 ４ ． ０ ｗ／ （ ｍ ・Ｋ） 。 目前 市 场 上 比较 成 熟 的 产 品 主
聚 合 物 导 热 材 料 的研 究进 展
《 上 海 塑料 》 ２ ０ １ ３年 第 ２期 （ 总第 １ ６ ２ 期）
聚 合 物 导 热 材 料 的 研 究 进 展
张 学锋 ，何 杰
（ 山东非 金 属材 料 研 究 所 ，山东 济 南 ２ ５ ０ ０ ３ １ ）
摘 要 综述 近年 来有 关导热 高分子 复合 材料 的研 究。 简单介绍 导热 高分 子的导 热机制 ， 分析 填料 对 复
泛 应 用 前 景 。在 化 工 行 业 导 热 高 分 子 材 料 作 为 金
属 的替代材料 可 以有效减 少 因设备 腐 蚀而 造成 的
子材料 ， 如聚 乙炔 、 聚 苯胺 、 聚 吡 咯等 ］ ， 其 高分 子 链上存在 的超共轭体系有利 于材料 内电子 的运动 ，
从 而 在 整 个 高 分 子 链 上 形 成 导 热通 路 。此 外 ， 树 脂
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｃ ｏ ｍｐ ｏｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ． Ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｓ ｍ ｉ ｓ ｂ ｒ ｉ ｅ ｆ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕｃ ｅ ｄ．Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏｆ ｆ ｉ ｌ ｌ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈｅ ｒ ｍａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ
电子元件 的寿命 和 系统 的稳定 性 ； 在 换热 工程 中，
目前 主要 用 金 属 作 为 换 热 媒 介 ， 使 用 聚 合 物 材 料 能
有 效 减 少 工 程 建 设 成 本 。Ｄａ ｎ ｅ ｓ等口 指出： 在 机 械
耐化学腐蚀 、 可回收利用等特点越来 越受到人 们 的
关 注 。功 能 性 材 料 将 是 今 后 聚 合 物 材 料 发 展 的 方 向 。就 电 子 工 业 而 言 ， 导 热 材 料 与 聚 合 物 材 料 的 交
数平 均为 ２ ． １ ｗ／ （ ｍ ・Ｋ） 。
１ 导 热 机 制及 改性 原 理
导热高分子材 料一般分为两类 ： 本 征 型 导 热 高 分 子 和 填 充 型 导 热 高 分 子 。对 于 本 征 型 导 热 高 分
无论在化 工 、 换热 工 程 、 微 电子 信息行 业 都有 着 广
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｔｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ Ｃｏ ｎｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｐｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ
Ｚ ＨＡＮＧ Ｘｕ ｅ － ｆ ｅ ｎ ｇ ，Ｈ Ｅ Ｊ ｉ ｅ
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ｅ ｓ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ５ ３ 。 Ｊ ｉ ｎ ａ ｎ ２ ５ ０ ０ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
合 材料 导热 性 能的影 响 ， 并 对 今 后 研 究提 出建 议 。
关键词 导热 系数 ；导热 填料 ；高分子基 体
中图分类号 ： Ｔ Ｑ ３ １ ４ ． ２ ４ 文 献 标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ５ ９ ９ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ １ ２ — ０ ５
Ｚ ｎ Ｏ 等金属氧化物 和石 墨 、 炭 黑 等其他 导热 材料 。 但 是 每 种 材 料 都 有 其 局 限性 ， 如 金 属 材 料 作 为 导 热 材 料 在 有 腐 蚀 性 的化 工行 业 中 并 不 适 合 。 导热高分Байду номын сангаас材料是一 种新型功能高 分子材料 ， 要 是 由帝 斯 曼 公 司 提 供 的 Ｐ Ａ ４ ６系 列 ， 其 导 热 系
０ 前 言
随着工业水 平的不断提高 ， 现 代 社 会 对 材 料 性 能 提 出新 的 要 求 。聚 合 物 材 料 由 于 成 型 工 艺 简 单 、
经济损失 ； 在微 电子信 息行 业 ， 由 于 电 子 元 件 的 高 集成化 、 高密度化 、 高 功 率 化 使 得 材 料 表 面 产 生 的 热量急剧增 加 ， 如 不能 及时将 热 量排 除 ， 则 会 影 响