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随着科学技术的发展,传统的导热材料—金属,由于其抗腐蚀性能差且导电,在一些特定领域已经受到了限制。如在化工生产和废水处理中使用的热交换器,要求所用材料既要有较高的导热能力,又要耐化学腐蚀、耐高温;在电子电气领域,由于集成技术和微封装技术的发展,电子元器件和电子设备向小型化和微型化方向发展,导致有限的体积内产生了更多的热量,此时则需要高导热的绝缘材料将所产生的热量迅速散失掉。而高导热高分子材料良好的绝缘和导热特性,很好的满足了以上特定领域的需求。因此,研究高导热高分子材料具有十分重要的意义。 本文采用稳态法测试原理,设计和制备了简易热导率测试装置,该装置具有测试快捷、操作简便的特点。并在此基础上,设计了使用该装置测试热导率的流程和方法。通过与其它同类型先进热导率测试仪相比较发现,本实验装置测试的结果误差小于10%,基本可以满足本课题的需要。此外,本文还讨论了误差产生的原因和消除方法。 在此基础上,对采用共混法制备的填充型HDPE/导热填料、硅橡胶/导热填料的导热性能、力学性能及电性能进行了研究。研究发现:在单一填料填充的HDPE、硅橡胶中,随无机导热填料的加入,HDPE、硅橡胶的力学性能随导热填料的增加普遍有降低的趋势,热导率随导热填料的增加而表现出增大的趋势,并且有突变现象。在双组分导热填料填充的HDPE、硅橡胶中,在添加量一定的情况下,组分配比的变化对HDPE、硅橡胶的导热性能、力学性能及电性能都有一定的影响。 本文进一步对高分子材料的导热机理进行了探索,重点分析了导热填料的种类、含量、粒径以及试样的温度、结晶度、密度对橡塑材料导热性能的影响。研究发现,在HDPE和硅橡胶中加入导热填料,均能提高其导热性能,导热性能随导热填料含量的增大而提高,且与导热填料种类有关;导热填料的粒径细化可以提高基体材料的导热性能;结晶型HDPE在高温区其随着温度的升高,热导率有下降的趋势,本文对热导率的这种变化趋势做了理论解释;从分子角度讨论了结晶度对导热性能的影响,聚合物材料结晶度的提高可有效提高其自身的导热性能;提高复合材料的致密性可以减小气泡及微缺陷的存在,对提高其自身的导热性能有很大的帮助。