关键词：导热高分子材料；研究；作用原理；影响因素
0 引言
随着科技水平与日俱增，伴随我们生活的日新月异的变化，导热高分子材料的具体实践已经渗透进入了技术领域的方方面面。由于其具备特殊的性能，而被广泛投入到生产生活中。目前随着科学技术的进步，导热高分子材料的研究取得了一定的成果，在基本理论方面聚合物导热的概念、导热机理、导热系数以及影响其导热性能的因素都进行了深入的研究，并且在导热高分子复合材料的选择以及复合技术方面的研究也有了长足的进展。
1 导热高分子材料的作用原理
不同材料的导热机理是不同的，当晶体受热时，组成晶体的粒子产生热运动，从而表现出导热性能。填充的导热物质以及高分子基体是决定导热高分子材料自身性能的主要因素。对于导热高分子而言，所呈现出的特殊晶体结构，是其导热性能的重要基础，如果晶体结构被破坏，则意味着高分子材料的导热性能不复存在。在导热高分子材料中，填充物的导热性能往往会明显高于高分子基体的导热性能，所以，填充材料是导热高分子材料必不可少的组成部分。在填充材料的具体使用过程中，如果物质的填充量较少，那么粒子材料之间的空隙会比较大，空气的导热性能远低于高分子材料，所以此时高分子材料的导热性能相对较弱。而如果填充材料的数量较多，则意味着物质粒子之间的空隙减小，则很容易形成导热链，此时高分子材料的导热性能明显增强。
2 导热高分子材料的导热性能的影响因素分析
2.1 温度影响因素
温度对导热高分子材料导热性能的影响是非常复杂的，总体来讲是导热系数随着温度的升高而增大，不同材料变化规律之间会相差很多。温度对非晶聚合物
导热性能的影响呈现出曲线状态，在高于100K的温度区域内，导热系数随着温度的升高而增大，在超过一定温度后，导热系数会随着温度的升高而下降，在更高的温度时导热系数与温度的关系比低温状态时表现的要平缓，在5-15K温度范围时，导热系数与温度无关。温度对结晶聚合物的导热性能的影响是导热系数随着温度的升高而增大在达到最大值时然后开始出现逆转，在低于10K的温度范围时，导热系数开始随着结晶度的增加而下降。
2.2 取向影响因素
高分子材料的拉伸取向对其导热性能的影响也是很大的，非晶聚合物中包含非晶玻璃聚合物和非晶弹性体，它们在拉伸过程中使分子链拉伸取向增多，导热系数沿拉伸方向的增多而降低。拉伸取向对结晶聚合物导热性能的影响更加复杂，多年来经过科学家的不断实验与研究，实验结果证明了结晶完整的聚合物导热性能更强。
2.3 其他影响因素
研究人员发现高分子材料中的分子结构参数、交联程度、辐射剂量和流体静压力都对导热性能也存在着一定的影响，导热系数会随着分子链支链的增加而急剧减小，随着交联剂用量的增大而增大，随着辐射剂量的增大结晶度降低熔体导热系数增大而使聚合物导热系数减小，而流体静压力增强时，高分子聚合物的体积减小从而导热系数增大。
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3 导热高分子材料的研究
3.1 导热塑料
导热塑料是一种导热高分子材料，其在绝缘方面也起到重要作用。树脂是制作导热塑料的基本原料，其优势体现在于隔离发电体，从基础上建立材料本省与绝缘器之间的关联。关于填充物的一些特性，金属氧化物通常被设计人员当做填充主体物质，并向其中掺加部分金属氮化物，从而时导热塑料的稳定性增加。试验中显示，填充物的主要作用是增加导热塑料中的纤维量，并与其融合成新型复合形态的导热器。填充物的多少也影响着导热材料的稳定性，对其比例进行合理安排。在填充物的材料选择上，我们应避免使用金属粉，因为金属会加大导热材料的导电性。要想充分发挥导热材料的作用，在材料上选择树脂，并对填充物合理安排，必将通过这种方式来实现。
3.2 导热橡胶
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，同时也可起到绝缘、减震的作用。在橡胶工业中，一般从加工和使用两个角度来考虑导热性问题。在加工过程中，对导热性的研究主要是针对厚橡胶制品硫化均匀性这个问题。这种研究目前还仅限于提供了一些结论，并没有取得令人满意的实际成果。其中，关键是缺乏既能提高硫化时橡胶的导热性，同时不降低其性能的技术手段和配合剂。通常导热橡胶是以硅橡胶或硅树脂为基材，填充Al2O3，AlN，BN，TiO2等导热填料，以适应不同场合的需要。其具有良好的导热性能，目前针对这一类型导热橡胶的研究也比较多。
3.3 导热胶粘剂
导热胶粘剂作为导热高分子材料的一种，可以将导热胶黏剂进一步分成绝缘导热胶黏剂和非绝缘导热胶黏剂，研究人员表明，在导热胶黏剂制作过程中，如果将导热填充物进行固化，则可以明显提升导热高分子材料的导热性能。如果将碳纤维作为填充物添加到粘接剂中，则可以明显提高粘接剂的导热性能，在现实社会中，这一类粘接剂主要被用于散热板以及半导体封装材料中
4 提高导热高分子材料的途径
充分发挥导热高分子材料的作用，其基础是选择合适的基本材料。在生产过程中，高分子材料本身的优势就比较大，其导热性与材料的高效利用，在性能方面为生产提供更多方便，实际的操作加工中，高分子材料比以往的传统材料更加方便。可见在基体材料的选择上会提高产品的质量，我们可以主要选取丁苯橡胶材料，配以天然橡胶为主体。进一步对填充材料进行处理，将表层清洁干净，附加上绝缘材料，使其与主体融为一体，既坚固，又能将其良好性能体现出来。
5 结语
随着导热机理的深入研究，导热高分子复合材料热导率预测数学模型的研究与完善，以及纳米复合技术的发展，导热高分子材料必将能满足更高的性能要求，其能够更好的拓展高分子材料的应用范围，同时也让相应的研究取得新进展。科学改性现有导热填料，使其综合性能更加优良，不断研制新型导热填料，使其发挥出更好的应用价值，是导热高分子材料今后发展的趋势，使其在更广泛的领域中发挥更重要的作用。
参考文献：
[1] 毛媛欣，范宏玥，刘燕.导热高分子材料的研究与应用[J].科学中国人，2016，18：36.
[2] 肖善雄等.导热高分子复合材料的研究进展[J].广东化工，2010 年第 2 期第37 卷总第 202 期.
[3] 杜茂平，魏伯荣.导热高分子材料的研究新进展[J].塑料工业，2007，35：54～57.
[4] 马传国，容敏智，章明秋.导热高分子复合材料的研究与应用[J].材料工程，2002，（7）：40～45.
[5] 王亮亮，陶国良.导热高分子复合材料的研究进展[J].工程塑料应用，2003，9（31）：70～73.
作者简介：
姜琳琳，女，1992年09月，助理工程师。
论文作者:姜琳琳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：高分子材料论文; 性能论文; 材料论文; 系数论文; 温度论文; 聚合物论文; 高分子论文; 《基层建设》2019年第6期论文;