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[摘 要]本文主要概括分析了导热性硅橡胶类材料,进而对硅橡胶类材料耐高温性及高导热性的提升方法,进行了深度的分析及研究。从而能够集合关于高导热性硅橡胶类材料各种研究资料及数据信息,进一步推进高导热性硅橡胶类材料的研究进展,不断提升高导热性硅橡胶类材料各项性能,更好的满足于广大使用者的现实需求,为我国国民经济的持续性发展奠定基础。
[关键词]高导热;导热硅橡胶;材料;研究进展;
中图分类号:P876 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)44-0075-01
前言:
导热性硅橡胶的材料,其主要应用于LED,照明设备,家用电器,LCD显示器,通讯产品,电脑等,电源等行业,可谓是贯穿于我国国民经济发展的各类支柱型企业及领域当中。导热硅橡胶(Thermal conductive silicone rubber),其主要指以硅橡胶为基础进行特定导热性填充物的添加,进而形成导热性硅橡胶。这种硅橡胶的材料包含固态的导热硅胶片、液态的导热硅胶水、膏状的导热硅脂或导热泥等形态。。在一定程度上,导热性硅橡胶其自身导热性系数存在着较大的差异性,因而,它实际的耐高温性也不尽相同。那么,为了能够更好的研究高导热性硅橡胶类材料,就需要相关专家及高端技术人员综合各种文献资料,对其目前的研究进展予以综合分析,进而能够更好的推进高导热性硅橡胶类材料在我国的进一步发展,为我国国民经济的持续性发展奠定重要的材料基础。
1、概述导热性硅橡胶类材料
导热性硅橡胶,其属于复合型的材料。硅橡胶其在硫化期间,并不会有放热及吸热性的硫化反应,在相对较宽的特定温度区间内硅橡胶类材料还可保持着其应用的弹性作用,它具有着较为稳定的化学性及电气性,是我国电气、电子、通信照明类元器件的灌封优质材料之一。硅橡胶的各类材料,它导热的系数为0.2 W/(m·K),是需进行复合及改性之后才能够形成高导热性硅橡胶的材料。依据导热性硅橡胶的材料实导电的性能,可将其分为非绝缘性及绝缘性的导热硅橡胶类材料;而若依据导热性硅橡胶类材料的基本机理,即可将其分成加成型、缩合型、自由的基交联型等;若依据导热性硅橡胶类材料包装的形式予以划分,则可将其分成双组的分型与单组的分型;若只单纯的依据导热性的机理,则其可分成填充的导热性硅橡胶、本征的导热性硅橡胶类材料等。所谓本征的导热性硅橡胶类材料,其主要是利用硅橡胶的大分子侧链或主链传递热量。在一定程度上,这种工艺流程极具复杂性,且需较多的资金投入,我国在这一方面的研究还只进展到初期环节。我国目前众多工业企业所应当的多数是利用填充导热性功能材料到硅橡胶中实现导热性硅橡胶类材料的制取;自由的基交联型导热性硅橡胶类材料,其通常是相对的分子量是40w-60w甲基聚硅氧烷((R2SiO)x)或乙烯基(-CH=CH2),利用过氧化物,在2个活化性甲基聚硅氧烷((R2SiO)x)或乙烯基(-CH=CH2)之间实现自由的基交联性反应。缩合型导热性硅橡胶类材料,其主要是以聚甲基硅氧烷的分子侧链与主链内所含有的乙酰氧基(CH3-CO-;Ac-)、烷氧基(RnSi(OR)4-n )、羟基(-OH)等一些活性的管能团,在特点环境下通过催化形成缩合性反应,进而形成了交联性结构弹性体。在一定程度上,基于导热性硅橡胶类材料不同的种类,以至于他们的耐高温性都呈现着较大的差异性,以至于所形成的高导热性硅橡胶类材料其自身的各项性能也存在着差异。那么,为了能够更好的提升高导热性硅橡胶类材料其自身的各项性能,就需对硅橡胶的耐高温性提升法予以深度的研究。从而能够更好的保障硅橡胶的耐高温性符合我国各工业及电子电气领域实际的应用要求。
2、硅橡胶类材料耐高温性及高导热性的提升方法研究
2.1 硅橡胶类材料耐高温性提升方法
在加成乙烯基的硅橡胶类材料当中,无论是乙烯基的硅油分子量,还是乙烯基的分布与含量都对于硫化的硅橡胶类材料耐温性、撕裂的强度性及硬度性有着直接性影响。一般情况下,基础性聚合物所形成的一些硅橡胶类材料其实际的耐高温性应低于250℃。加入了一定增强剂之后,能够实现乙烯基的甲基性MQ硅树脂与乙烯基的苯基性硅树脂有效聚合,还可达到二氧化硅(SiO2)的氣相化效果,能够改善导热性硅橡胶类材料耐温性性及抗撕裂的强度性,耐高温性可达到250℃-280℃。从以往的研究数据中可总结出,乙烯基的甲基性MQ硅树脂,其在实际应用期间可将乙烯基当中的硅油予以分散性溶解。但是,它对于粘度性的影响却相比较于二氧化硅(SiO2)的气相化效果较差,它掺合量明显比乙烯基的硅油流动性相对较高。在乙烯基的甲基性MQ硅树脂或乙烯基的硅油当中,通过苯基的引入有助于导热性硅橡胶类材料耐高温性的提升,可形成最具高导热性硅橡胶类材料。
2.2 硅橡胶类材料高导热性提升方法
对于硅橡胶类材料高导热性的提升方法,主要是从导热性基础性原理及机理方面入手,进行硅橡胶类材料高导热性的提升。基于固体热传递的能量粒子,通常是光子、声子与电子。聚合物类材料较为常用的为硅橡胶的基础胶料,它属于饱和性的聚合物,并不存在着导热性的优异自由性电子,它声子主要是依靠热传递载体,实际导热的系数为0.1-O.2 W/(m·K)。同时,含有金属性化合物与自由电子金属物,它们导热的系数都相对较高。那么,从以往的研究数据中可得知,在超高填充及高填充导热性硅橡胶类材料基础理论及机理上,当填充性粒子在聚集之后形成聚合物的导热块及传导块处于热流的方向时,复合型导热性硅橡胶类材料就具有较高的导热率,高导热的硅橡胶类材料就此形成。因而,相关研究者及专家尤为注重填充料的取向及纤维化的有效性处理,遵循纤维性填充的导热基础理论,来进行填充料的取向及纤维化科学处理。那么,在这一过程中,需注意碳纤维、碳纳米管、高温石墨、金刚石等这些碳元素类材料的选用,依据原子立体的不同排列要求,来进行各项导热系数的计算分析;同时,相关研究者及专家还需对高导热性硅橡胶类材料填料的表面予以有效性的处理,并对其复合予以杂化处理;可从有限元的方法,来进行纤维性复合型材料横向的导热系数计算,进而精准地计算出导热性硅橡胶类材料最佳的导热率,确保高导热性硅橡胶类材料的导热率可进一步提升,更好的满足于广大使用者的根本需求。
3、结语
综上所述,伴随着我国科学技术的进步发展,工业化发展进程的不断加快,高导热性硅橡胶类材料在我国相关行业及领域实现了广泛性的应用。那么,为了能够更好的发挥高导热性硅橡胶类材料各项功能优势,为我国国民经济的进一步发展提供动力,就需要广大的专家学者能够通过对高导热性硅橡胶类材料不断地实践研究,进一步提升高导热性硅橡胶类材料各项性能,让其能够在相关领域发挥其应用的功能作用。
参考文献
[1]袁腾,周显宏,王月祥,白翰林,王锋等.高导热率低膨胀复合型硅橡胶及导热填料研究进展[J].《材料科学与工程学报》,2017,13(20):117-119
[2]Fang Yuanrong, Miao Ying, Tao Xiaobing, Zhou Fugang, Wang Jinghe. Research progress of thermal conductive silicone rubber [J]., synthetic material aging and application, 2017,22 (02): 540-541
[3]Wei Fan, Wang Sijiao, Zhang Shen, Yang Wei, Feng Gang, Zhao Jiawei. Progress in the research and application of thermal conductive polymer composites[J].global market information guide: theory, 2016,39 (12):316-318
[关键词]高导热;导热硅橡胶;材料;研究进展;
中图分类号:P876 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)44-0075-01
前言:
导热性硅橡胶的材料,其主要应用于LED,照明设备,家用电器,LCD显示器,通讯产品,电脑等,电源等行业,可谓是贯穿于我国国民经济发展的各类支柱型企业及领域当中。导热硅橡胶(Thermal conductive silicone rubber),其主要指以硅橡胶为基础进行特定导热性填充物的添加,进而形成导热性硅橡胶。这种硅橡胶的材料包含固态的导热硅胶片、液态的导热硅胶水、膏状的导热硅脂或导热泥等形态。。在一定程度上,导热性硅橡胶其自身导热性系数存在着较大的差异性,因而,它实际的耐高温性也不尽相同。那么,为了能够更好的研究高导热性硅橡胶类材料,就需要相关专家及高端技术人员综合各种文献资料,对其目前的研究进展予以综合分析,进而能够更好的推进高导热性硅橡胶类材料在我国的进一步发展,为我国国民经济的持续性发展奠定重要的材料基础。
1、概述导热性硅橡胶类材料
导热性硅橡胶,其属于复合型的材料。硅橡胶其在硫化期间,并不会有放热及吸热性的硫化反应,在相对较宽的特定温度区间内硅橡胶类材料还可保持着其应用的弹性作用,它具有着较为稳定的化学性及电气性,是我国电气、电子、通信照明类元器件的灌封优质材料之一。硅橡胶的各类材料,它导热的系数为0.2 W/(m·K),是需进行复合及改性之后才能够形成高导热性硅橡胶的材料。依据导热性硅橡胶的材料实导电的性能,可将其分为非绝缘性及绝缘性的导热硅橡胶类材料;而若依据导热性硅橡胶类材料的基本机理,即可将其分成加成型、缩合型、自由的基交联型等;若依据导热性硅橡胶类材料包装的形式予以划分,则可将其分成双组的分型与单组的分型;若只单纯的依据导热性的机理,则其可分成填充的导热性硅橡胶、本征的导热性硅橡胶类材料等。所谓本征的导热性硅橡胶类材料,其主要是利用硅橡胶的大分子侧链或主链传递热量。在一定程度上,这种工艺流程极具复杂性,且需较多的资金投入,我国在这一方面的研究还只进展到初期环节。我国目前众多工业企业所应当的多数是利用填充导热性功能材料到硅橡胶中实现导热性硅橡胶类材料的制取;自由的基交联型导热性硅橡胶类材料,其通常是相对的分子量是40w-60w甲基聚硅氧烷((R2SiO)x)或乙烯基(-CH=CH2),利用过氧化物,在2个活化性甲基聚硅氧烷((R2SiO)x)或乙烯基(-CH=CH2)之间实现自由的基交联性反应。缩合型导热性硅橡胶类材料,其主要是以聚甲基硅氧烷的分子侧链与主链内所含有的乙酰氧基(CH3-CO-;Ac-)、烷氧基(RnSi(OR)4-n )、羟基(-OH)等一些活性的管能团,在特点环境下通过催化形成缩合性反应,进而形成了交联性结构弹性体。在一定程度上,基于导热性硅橡胶类材料不同的种类,以至于他们的耐高温性都呈现着较大的差异性,以至于所形成的高导热性硅橡胶类材料其自身的各项性能也存在着差异。那么,为了能够更好的提升高导热性硅橡胶类材料其自身的各项性能,就需对硅橡胶的耐高温性提升法予以深度的研究。从而能够更好的保障硅橡胶的耐高温性符合我国各工业及电子电气领域实际的应用要求。
2、硅橡胶类材料耐高温性及高导热性的提升方法研究
2.1 硅橡胶类材料耐高温性提升方法
在加成乙烯基的硅橡胶类材料当中,无论是乙烯基的硅油分子量,还是乙烯基的分布与含量都对于硫化的硅橡胶类材料耐温性、撕裂的强度性及硬度性有着直接性影响。一般情况下,基础性聚合物所形成的一些硅橡胶类材料其实际的耐高温性应低于250℃。加入了一定增强剂之后,能够实现乙烯基的甲基性MQ硅树脂与乙烯基的苯基性硅树脂有效聚合,还可达到二氧化硅(SiO2)的氣相化效果,能够改善导热性硅橡胶类材料耐温性性及抗撕裂的强度性,耐高温性可达到250℃-280℃。从以往的研究数据中可总结出,乙烯基的甲基性MQ硅树脂,其在实际应用期间可将乙烯基当中的硅油予以分散性溶解。但是,它对于粘度性的影响却相比较于二氧化硅(SiO2)的气相化效果较差,它掺合量明显比乙烯基的硅油流动性相对较高。在乙烯基的甲基性MQ硅树脂或乙烯基的硅油当中,通过苯基的引入有助于导热性硅橡胶类材料耐高温性的提升,可形成最具高导热性硅橡胶类材料。
2.2 硅橡胶类材料高导热性提升方法
对于硅橡胶类材料高导热性的提升方法,主要是从导热性基础性原理及机理方面入手,进行硅橡胶类材料高导热性的提升。基于固体热传递的能量粒子,通常是光子、声子与电子。聚合物类材料较为常用的为硅橡胶的基础胶料,它属于饱和性的聚合物,并不存在着导热性的优异自由性电子,它声子主要是依靠热传递载体,实际导热的系数为0.1-O.2 W/(m·K)。同时,含有金属性化合物与自由电子金属物,它们导热的系数都相对较高。那么,从以往的研究数据中可得知,在超高填充及高填充导热性硅橡胶类材料基础理论及机理上,当填充性粒子在聚集之后形成聚合物的导热块及传导块处于热流的方向时,复合型导热性硅橡胶类材料就具有较高的导热率,高导热的硅橡胶类材料就此形成。因而,相关研究者及专家尤为注重填充料的取向及纤维化的有效性处理,遵循纤维性填充的导热基础理论,来进行填充料的取向及纤维化科学处理。那么,在这一过程中,需注意碳纤维、碳纳米管、高温石墨、金刚石等这些碳元素类材料的选用,依据原子立体的不同排列要求,来进行各项导热系数的计算分析;同时,相关研究者及专家还需对高导热性硅橡胶类材料填料的表面予以有效性的处理,并对其复合予以杂化处理;可从有限元的方法,来进行纤维性复合型材料横向的导热系数计算,进而精准地计算出导热性硅橡胶类材料最佳的导热率,确保高导热性硅橡胶类材料的导热率可进一步提升,更好的满足于广大使用者的根本需求。
3、结语
综上所述,伴随着我国科学技术的进步发展,工业化发展进程的不断加快,高导热性硅橡胶类材料在我国相关行业及领域实现了广泛性的应用。那么,为了能够更好的发挥高导热性硅橡胶类材料各项功能优势,为我国国民经济的进一步发展提供动力,就需要广大的专家学者能够通过对高导热性硅橡胶类材料不断地实践研究,进一步提升高导热性硅橡胶类材料各项性能,让其能够在相关领域发挥其应用的功能作用。
参考文献
[1]袁腾,周显宏,王月祥,白翰林,王锋等.高导热率低膨胀复合型硅橡胶及导热填料研究进展[J].《材料科学与工程学报》,2017,13(20):117-119
[2]Fang Yuanrong, Miao Ying, Tao Xiaobing, Zhou Fugang, Wang Jinghe. Research progress of thermal conductive silicone rubber [J]., synthetic material aging and application, 2017,22 (02): 540-541
[3]Wei Fan, Wang Sijiao, Zhang Shen, Yang Wei, Feng Gang, Zhao Jiawei. Progress in the research and application of thermal conductive polymer composites[J].global market information guide: theory, 2016,39 (12):316-318