浅谈导热塑料的五个知识点

一、什么是导热塑料：导热塑料是利用导热填料(包括粒子、纤维、层片等)对高分子基体材料进行均匀填充，以提高其导热性能。导热性能的好坏主要用导热系数(单位：W/(m.k))来衡量。

二、常用基体材料与填料：导热塑料主要成分包括基体材料和填料。基体材料包括PPS、PA6、PA66、PA12、PA46、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK等。

三、导热塑料的分类：导热塑料可分为：导热导电塑料和导热绝缘塑料。绝大多数导热塑料的电绝缘性能，是由填料粒子的绝缘性能决定的。由于填料粒子属于非导电粒子，从而导致塑料绝缘。这一类导热塑料的导热系数并不高，一般为1.5W/m.k左右。导电导热塑料的主要成分包括：塑料+填料等，其中填料包括：金属粉、纤维、石墨、碳纤维、CNT、石墨烯等，由于这一类填料属于导电粒子，因此其对应的导热塑料也是导电的。这一类导热塑料的导热系数较高，一般能做到5.0W/(m.k)以上。

四、导热塑料的导热机理：导热塑料的导热性能取决于聚合物与导热填料的相互作用。不同种类的填料具有不同的导热机理。1、金属填料的导热机理：金属填料的导热主要是靠电子运动进行导热，电子运动的过程伴随着热量的传递；2、非金属填料的导热机理：非金属填料导热主要依靠声子导热，其热扩散速率主要取决于邻近原子或结合基团的振动。包括金属氧化物、金属氮化物以及碳化物。

五、影响导热塑料导热系数的因素：1、聚合物基体材料的种类和特性：基体材料的导热系数高，填料在基体的分散性越好及基体与填料结合程度越好，导热复合材料导热性能越好；2、填料的种类：填料的导热系数越高，导热复合材料的导热性能越好；3、填料的形状：一般来说，容易形成导热通路的次序为晶须>纤维状>片状>颗粒状，填料越容易形成导热通路，导热性能越好。4、填料的含量：填料在高分子的分布情况决定着复合材料的导热性能。当填料含量较小时，起到的导热效果不明显；当填料过多时，复合材料的力学性能会受到较大的影响。而当填料含量增至某一值时，填料之间相互作用在体系中形成类似网状或者链状的导热网链，当导热网链的方向与热流方向一致时，导热性能很好。因此，导热填料的量存在着某一临界值。5、填料与基体材料界面的结合特性：填料与基体的结合程度越高，导热性能越好，选用合适的偶联剂对填料进行表面处理，导热系数可提高百分之十至百分之二十。