六种导热高分子材料的分析、选择、改性

六种导热高分子材料的分析、选择、改性 项目27

项目27的六组任务 • 第一组：请为热导率＜0.15w/(m•k)制品的生产选择合适的高分子材料； • 第二组：请为0.15w/(m•k)＜热导率＜0.18w/(m•k)制品的生产选择合适的高分子材料； • 第三组：请为0.18w/(m•k)＜热导率＜0.2w/(m•k)制品的生产选择合适的高分子材料； • 第四组：请为0.2w/(m•k)＜热导率＜0.23w/(m•k)制品的生产选择合适的高分子材料； • 第五组：请为0.23w/(m•k)＜热导率＜0.3w/(m•k)制品的生产选择合适的高分子材料； • 第六组：请为0.3w/(m•k)＜热导率＜0.5w/(m•k)制品的生产选择合适的高分子材料。

教学目的 • 通过对项目27所涉及到六种导热高分子材料的分析、选择、改性的整个实施过程，使学生进一步了解并掌握完成一个完整项目的每个细节，初步形成实施每个细节过程的能力，最终达到根据产品需要对高分子材料进行合理分析、合理选择、合理改性的总能力；进而结合学生所选择出来的材料从理论上归纳、总结与高分子物理的研究对象直接相关的结构与性能的关系；同时在完成项目过程中对课程整体方案所规定的拓展能力进行初步的锻炼。

能力（技能）目标 • 能根据导热高分子的不同用途要求，合理的选择高分子材料；并能合理的分析所选择材料的结构、性能；如果不能直接选择到合适材料时，能提出合理的改进意见与方案。

知识目标 • 被选用的高分子材料的主要结构特征、主要性能及应用范围。 • 其中第27个项目重点学习增加高分子热性能的知识。

素质目标 • 初步建立良好的学习方法； • 资料收集的方法； • 处理问题的方法； • 团队合作的意识； • 用户至上的意识； • 安全环保意识； • 表述与合理辩解能力。

参考资料 • 潘文群, 高分子材料分析与测试. 化学工业出版社 2005； • 戚亚光, 高分子材料改性.化学工业出版社 ,2005； • 聂垣凯,橡胶材料与配方, 化学工业出版社, 2004； • 王文广 , 塑料材料的选用.化学工业出版社, 2002； • 高俊刚, 高分子材料.化学工业出版社, 2002； • 桑永, 塑料材料与配方.化学工业出版社, 2001

导热类塑料的选用 • 在常用材料中，塑料材料属于低导热性品种，不同材料的导热性能如表 27-1 所示。 • 表 27-1 不同材料的热导率范围 • 材料软木木材玻璃陶瓷不锈钢铁铝、铜泡沫塑料普通塑料热导率 0.03～0.06 0.14～0.44 1～2 9～10 20～40 80～90 300～600 W/(m∙K)

不同品种塑料的导热性能大不相同，如表 27-2 所示 • 材料 HDPE LDPE PA6 PU F4 PA66 PP POM 热导率 0.44 0.35 0.31 0.31 0.27 0.25 0.24 0.23 W/(m∙K) 材料 PMMA PES EP PS HPVC SPVC F3 PET 热导率 0.19 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.14 0.14 W/(m∙K)

塑料材料的导热性，可遵循如下规律：结晶性塑料的热导率高于无定型塑料；高分子量的塑料品种热导率高；取向可提高塑料的热导率。如 PVC 在 300%的拉伸方向，热导率增大 2 倍，HDPE 在 l000%的拉伸方向，热导率增大10 倍；泡沫塑料的热导率大大下降，一般下降 10 倍以上。 • 导热类塑料材料主要用于需要及时散热的使用场合，如塑料材料的机械加工、耐磨类材料、轴承、齿轮、垫片及电介质等。

在具体选用导热类塑料材料时，应注意如下几点。在具体选用导热类塑料材料时，应注意如下几点。 • ①对于导热性要求高时。塑料材料难以满足，应选用导热性好的金属材料。 • ②对于导热性要求不太高，但塑料仍有小幅度不满足的软木、泡使用场合，可对塑料进行到导热改性。具体方法为添加铝粉、氧化铝、青铜粉、炭黑、碳纤维、铝纤维等。 • ③对于导热性在塑料可达到的范围内，应尽可能选用高导热类塑料品种，具体有：PE、PA、POM 等。

项目27的总结部分 图片： PF PP POM 导热硅胶 F4 PE PA 导热聚丙烯酸酯

项目27的总结部分 铝塑板

项目27的总结部分 尼龙导热胶 POM、F4

项目28布置 • 第一组：请为农用降解塑料薄膜的生产选择合适的高分子材料； • 第二组：请为降解包装容器的生产选择合适的高分子材料； • 第三组：请为降解花木移植容器的生产选择合适的高分子材料； • 第四组：请为降解手术材料的生产选择合适的高分子材料； • 第五组：请为降解药物外壳的生产选择合适的高分子材料

六种导热高分子 材料的分析、选择、改性