导热硅橡胶研究进展

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石墨烯增强导热硅橡胶的研究进展

石墨烯增强导热硅橡胶的研究进展

合材料的
程*28+ &
有机硅
图2硅橡胶及导热硅橡胶复合材料热传导过程示意图 Fig 2 The illustration of heat transfer process of SR and thermally conductive SR composites
石墨烯的取向会在一定程度上影响TC - SR
径,空心部分表示低导热基体,阴影部分表示未 能形成连续导热路径的导热填料[25] &
填料对基
性 的提 , 主要 为提
供了热阻更低的热传导路径&随着导热填料在基
体中含量的提高,密度随之增大的局部低热阻热
传导路径最终会形成连续的、由导热填料形成的
热传导路径&在宏观上表现为复合材料热导率的
不断提高,直至导热填料的含量超过某一阈值
含量等参数估算复合材料热导率的理论模型&但
直至 1980 年 D. P. H . Hasselman 等人完成 Maa-
well模型的修正前,界面热阻这一影响复合材料 导热性能的关键因素并没有引起足够的关注[22] &
石墨烯的热导率是现有材料中较高的,可达 5 000 W/( m-K)[23],是十分理想的导热填料&
升石墨烯对SR的
果等正面影响,这是
TC - SR/石墨烯复合材料的研究重点&
硅橡胶(SR)是一类特种高分子材料,其主 链重复单元由硅氧链节构成,与其它有机聚合物
主链结构相比具有较高的键能和较好的柔顺性,
从而使其具有较低的玻璃化转变温度(低至
-123[)和较广泛的应用温度范围(-100〜 300[),以及出色的化学稳定性,在航空航天、 电子通讯、生物医药等高新技术领域得到了广泛 应用[1_8]。近年来,随着电子、减震降噪等设

硅橡胶性能及其研究进展

硅橡胶性能及其研究进展

硅橡胶性能及其研究进展【摘要】近年来,我国的工业水平不断提高。

硅橡胶在工业生产中发展成为一种重要的材料,对它的性能研究具有十分重要的意义,同时对促进材料的利用和工业的发展有一定作用。

笔者在本文中针对110和107两种硅橡胶的性能进行分析研究。

【关键字】硅橡胶、性能研究、研究进展一、前言硅橡胶的分子主链是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的,对它性能的研究有助于提高产品的质量水平,找准应用领域,为相应的医疗领域、军事领域做出更大的贡献。

二、硅橡胶基本情况1、基本结构像丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)和天然橡胶(NR)等碳-碳键的聚合物,其分子链上存在不饱和键,但硅橡胶是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的,在其主链上没有不饱和键。

对有机聚合物来讲,不饱和键是其硫化的化学活性区域,并且该区域会由于紫外线、臭氧、光照和热量的作用而降解。

硅-氧键的高键能,完全饱和的基本结构以及过氧化物硫化是保持硅橡胶良好耐热和耐天候性能的关键所在。

除了更高的键能,对于碳原子而言,更大的硅原子也提供了更大的自由空间,使硅橡胶玻璃化温度低,透气性能更好。

由于应用上的不同,透气性能可能是优点亦有可能是缺点。

2、硅橡胶的合成硅橡胶合成的简要过程是:砂石或二氧化硅还原为单体硅→于300℃左右温度下,以铜作催化剂,硅与甲基氯化物相互作用→形成甲基氯化硅的混合物(一元、二元或三元)→通过蒸馏分离出二甲基氯化硅→二甲基氯化硅水解成硅烷又迅速合成为线型或环型硅氧烷→线型硅氧烷在氢氧化钾(KOH)的帮助下,形成四元双甲基环状体(D4)→在KOH存在下,D4聚合,链终止导致过程的完成。

3、硅氧烷的硫化硅氧烷一般使用过氧化物硫化,以优化其耐高温能力。

硅氧烷中含的乙烯基可被硫黄硫化,但硫键的低热敏性导致硅橡胶的热稳定性能容易受到破坏。

铂硫化体系也是硅橡胶硫化常用的,带来的性能包括:低挥发性、紧密的表面硫化、在任何介质中的超快硫化,铂硫化体系具有比传统过氧化硫化对应物略低的热稳定性能。

《高导热硅橡胶的制备与性能研究》

《高导热硅橡胶的制备与性能研究》

《高导热硅橡胶的制备与性能研究》一、引言随着现代电子设备及高科技领域的高速发展,设备运行时产生的热量已经成为了一个日益重要的技术挑战。

由于高热通量的工作环境中,高热散效率已成为衡量电子设备性能的重要指标。

因此,高导热硅橡胶作为一种重要的热管理材料,其制备与性能研究显得尤为重要。

本文将详细介绍高导热硅橡胶的制备方法、工艺流程及其性能研究。

二、高导热硅橡胶的制备1. 材料选择制备高导热硅橡胶的主要材料包括:基础硅橡胶、导热填料(如氧化铝、氧化铜等)、固化剂和其它添加剂。

这些材料的选择直接影响到最终产品的性能。

2. 制备工艺高导热硅橡胶的制备过程主要包括以下几个步骤:(1)将基础硅橡胶、导热填料和其它添加剂按一定比例混合均匀;(2)加入固化剂,进行搅拌,使各组分充分反应;(3)将混合物倒入模具中,进行固化处理;(4)脱模后得到高导热硅橡胶制品。

三、高导热硅橡胶的性能研究1. 导热性能导热性能是高导热硅橡胶最重要的性能指标。

通过实验测试,我们可以发现,导热填料的种类和含量对硅橡胶的导热性能有着显著影响。

适当的导热填料种类和含量可以提高硅橡胶的导热性能。

此外,硅橡胶的微观结构也会影响其导热性能。

2. 机械性能除了导热性能外,高导热硅橡胶的机械性能也是其重要性能指标之一。

我们通过拉伸试验、硬度测试等方法对硅橡胶的机械性能进行了研究。

结果表明,适当的导热填料可以提高硅橡胶的机械强度和耐磨性。

3. 耐温性能高导热硅橡胶在高温环境下仍能保持良好的性能,这是其被广泛应用于电子设备热管理的重要原因。

我们通过高温老化试验,研究了高导热硅橡胶的耐温性能。

结果表明,该材料在高温环境下仍能保持良好的物理性能和导热性能。

四、结论本文详细介绍了高导热硅橡胶的制备方法和性能研究。

通过实验测试,我们发现,适当的导热填料种类和含量可以提高硅橡胶的导热性能和机械性能。

此外,高导热硅橡胶在高温环境下仍能保持良好的性能,具有优异的耐温性能。

《高导热硅橡胶的制备与性能研究》

《高导热硅橡胶的制备与性能研究》

《高导热硅橡胶的制备与性能研究》一、引言随着电子科技的飞速发展,高导热材料在电子器件中的应用日益广泛。

硅橡胶作为一种优良的绝缘材料,其导热性能的提升对提高电子器件的散热效果、保证器件稳定性和延长使用寿命具有重要意义。

本文着重探讨高导热硅橡胶的制备工艺及性能研究,为相关领域提供理论基础和实践指导。

二、文献综述高导热硅橡胶的研究与应用已引起国内外学者的广泛关注。

现有研究表明,通过添加导热填料、优化硅橡胶基体结构、改变制备工艺等方法,可有效提高硅橡胶的导热性能。

其中,导热填料的种类、粒径、分布等因素对硅橡胶的导热性能具有重要影响。

此外,硅橡胶的力学性能、耐热性能、电性能等也是评价其综合性能的重要指标。

三、实验部分1. 材料与设备实验所需材料包括硅橡胶基体、导热填料(如氧化铝、氧化锌等)、催化剂、交联剂等。

设备包括混合机、硫化机、导热系数测试仪等。

2. 制备工艺(1)将硅橡胶基体、导热填料按一定比例混合;(2)加入催化剂和交联剂,充分搅拌均匀;(3)将混合物放入硫化机中进行硫化反应;(4)取出的样品进行后续性能测试。

3. 性能测试对制备的高导热硅橡胶进行导热系数、力学性能、耐热性能等测试,分析其综合性能。

四、结果与讨论1. 导热性能分析通过导热系数测试,发现高导热硅橡胶的导热系数随导热填料含量的增加而提高。

当导热填料含量达到一定值时,硅橡胶的导热性能达到最优。

此外,导热填料的种类和粒径对硅橡胶的导热性能也有显著影响。

2. 力学性能分析高导热硅橡胶的力学性能随导热填料含量的增加而降低。

但通过优化制备工艺和选择合适的导热填料,可在一定程度上提高硅橡胶的力学性能。

此外,硅橡胶的交联程度、分子量等因素也会影响其力学性能。

3. 耐热性能分析高导热硅橡胶具有良好的耐热性能,可在较高温度下保持稳定的物理性能和化学性能。

然而,随着温度的升高,硅橡胶的导热性能和力学性能可能会发生一定程度的降低。

因此,在实际应用中需根据使用环境选择合适的硅橡胶材料。

导热橡胶模型及导热橡胶的应用研究进展_陶慧

导热橡胶模型及导热橡胶的应用研究进展_陶慧

系数 , 并与实测数据进行比较 。 结果表明 : 当氮化 平面内外热扩散系数的预测值 硼体积分数较小时 , 能够较好地与实测值吻合 ; 随着氮化硼体积分数的 预测值偏差增大 , 实测值高于理论预测值 , 这 增大 , 可能是由于氮化硼片层复合物中的某种材料与基 体树脂发生了化学或物理相互作用的缘故 。 2. 2 多组分导热填料填充体系 随着导热材料 研 究 的 进 一 步 深 入 , 导热填料 从单一填 料 逐 步 转 变 为 几 种 不 同 类 型 填 料 的 并 用, 由于大部分导 热 模 型 讨 论 的 都 是 在 一 种 高 聚 物中填充单一导 热 填 料 , 因此不能对多组分导热 填料填充 聚 合 物 的 热 导 率 进 行 精 确 的 预 测 。Y.
第7期
陶 慧等 . 导热橡胶模型及导热橡胶的应用研究进展
4 4 1
或结合基团 的 振 动 。 上 述 导 热 填 料 中 , 热导率以 晶 体 非 金 属 次 之, 非晶体非金属最 金属 最 大 , 小
[ 5, 1 1]
式为 ( ( ) l C l 1- l C 1 λ= λ λ g g g 2 2+ ( 1 1) φ φ) 式中 , λ 为复 合 材 料 的 热 导 率 , λ 1 和λ 2 分别为聚 合物和填 料 的 热 导 率 , C 1 φ 为 填 料 的 体 积 分 数, 为影响结晶度和聚合物结晶尺寸的因子 , C 2 为形 成粒子 导 热 链 的 自 由 因 子 。 其 中 C 2 介于0和1 ) , 之间 ( 包括 0 和 1 表征形成导 热 链 的 难 易 程 度 , , 粒子越容易形成导热链 , 其对复合材 C 2 越接近 1 料导热性能的影响也越大 。
1 0] 。 取向度对其热导率也有一定影响 [

填充型导热硅橡胶研究进展

填充型导热硅橡胶研究进展

填充型导热硅橡胶研究进展张先伟;范宏【摘要】介绍了填充型导热硅橡胶的特点、填料类型和制备工艺,阐述了硅橡胶的导热机理并归纳总结了相关模型及其适用范围;综述了近年来国内外学者在填充型导热硅橡胶复合材料的结构优化与导热性能改善方法上的研究,并针对当前该领域的研究热点和存在问题,提出了进一步改进的思路.【期刊名称】《化学反应工程与工艺》【年(卷),期】2015(031)006【总页数】10页(P566-575)【关键词】导热硅橡胶;制备工艺;填料;模型;机理;结构优化【作者】张先伟;范宏【作者单位】浙江大学化学工程与生物工程学院化学工程联合国家重点实验室,浙江杭州310027;浙江大学化学工程与生物工程学院化学工程联合国家重点实验室,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TQ333.93硅橡胶独特的有机-无机杂化分子结构(如图1所示),赋予了其优于传统橡胶的诸多性能,如耐高低温、低玻璃化温度、耐候、耐磨、电绝缘、阻燃、高化学稳定性及生理惰性等[1-3]。

自20世纪40年代商业化以来,硅橡胶已被广泛用于航空航天、国防军工、汽车、建筑、电子电器、医疗和食品加工等各个行业[2,3]。

近年来,随着经济的发展和技术的进步,人们对高性能导热弹性体的要求越来越高,如:高性能电子产品的密封件既要具备优良的散热和绝缘效果,又要防潮防尘防震;化学工业生产和废水处理等领域要求热交换器垫圈同时拥有良好的导热、耐高温和耐化学腐蚀等性能[4];涡轮增压器空气管道及回油管道柔性接头的使用温度高达205 ℃,通用橡胶难以承受等。

导热硅橡胶具有优良的散热、减震、耐化学腐蚀性和较宽的使用温度(-90~250 ℃),能在极限和苛刻环境中保持弹性和使用稳定性,非常适合电子、电器、汽车和仪表等行业的弹性粘接、定位、散热、绝缘及密封使用[5],因而在导热材料使用领域备受关注。

导热硅橡胶分为本征型和填充型两类。

普通硅橡胶的导热系数虽然高于传统合成橡胶,但导热性能仍然较差,只有0.2 W/(m·K)左右[6]。

硅橡胶的研究与应用进展_许莉

硅橡胶的研究与应用进展_许莉

第28卷 第1期2007年2月特种橡胶制品Special P ur po se Rubbe r P roduc ts V o l.28 N o.1 F ebruary 2007硅橡胶的研究与应用进展许 莉1,腾雅娣2*,华远达2,张丽丽2(1.北京橡胶工业研究设计院,北京 100039;2.沈阳化工学院应用化学学院,沈阳 110142)摘 要:综述了硅橡胶耐热性、耐寒性、导热性等机理,并指出了改变侧链结构、在主链中引入大体积链段和在胶料中加入耐热助剂是提高耐热氧老化性的3种途径。

引入少量改性链节来破坏分子链结构的规整性是提高硅橡胶耐寒性的主要途径,还归纳了硅橡胶在耐高温、耐寒性、绝缘性、导热性方面以及在生物医学领域的应用和液体硅橡胶的应用。

关键词:硅橡胶;耐热性;耐寒性;导热性;绝缘性;液体硅橡胶中图分类号:T Q333.93 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2007)01-0055-05收稿日期:2006-08-17作者简介:许 莉(1966-),女,北京市人,工程师。

*通讯联系人。

硅橡胶具有许多独特性能,如耐高低温、电器绝缘及生理惰性等,为其他有机高分子材料所不能比拟和替代,因而在航天、化工、农业及医疗卫生等方面得到广泛应用,并已成为国民经济重要而必不可少的新型高分子材料。

本文介绍了硅橡胶的耐热性、耐寒性、导热性、导电性、绝缘性、适应性研究和应用及液体硅橡胶的应用。

1 耐热性硅橡胶是高相对分子质量聚硅氧烷经补强、硫化等工序而制成的有机硅弹性体,其主链是以交替Si -O 键连接,由于Si -O 键键能比C -C 键键能高得多,因而硅橡胶具有高耐热稳定性。

但是随着科技的发展,硅橡胶的耐热性已不能满足在苛刻条件下的使用要求。

因此,改善硅橡胶的耐热性是当前硅橡胶领域的热门话题。

1.1 耐热及降解机理硅橡胶在热氧老化过程中的结构变化可分为2类:(1)是侧链甲基的氧化反应;(2)是主链降解断裂反应[1]。

导热橡胶的研究进展

导热橡胶的研究进展

导热橡胶的研究进展杨坤民,陈福林,岑 兰,周彦豪(广东工业大学材料与能源学院,广东广州 510640) 摘要:概述导热橡胶的典型理论模型和导热机理,介绍导热橡胶填料的应用研究及导热橡胶的加工进展。

填充型导热橡胶的典型理论模型包括粉状填料模型、纤维填料模型和片状填料模型;橡胶复合材料的导热性主要取决于所用填料的导热性及其在基体中的分布形式,只有当填料用量达到能够在基体中形成导热网链时才能起到改善材料导热性的作用;三氧化二铝、碳化钛、氮化硼等高导热性填料的加入可有效提高NR 、SBR 、IIR 和硅橡胶等材料的导热性。

关键词:导热橡胶;填料模型;导热机理 中图分类号:TQ33618 文献标识码:B 文章编号:10002890X (2005)022*******作者简介:杨坤民(19742),男,湖北襄樊人,广东工业大学在读硕士研究生,主要从事聚合物基复合材料及聚合物改性的研究工作。

导热橡胶是侧重导热性能的一类橡胶基复合材料,导热性能的提高通常伴随着散热性能的优化。

散热对电子产品极其重要,统计资料表明,电子元气件温度每升高2℃,其可靠性下降10%;50℃时的寿命只有25℃时的1/6[1]。

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,同时可起到绝缘和减震的作用。

绝缘导热密封橡胶具有较高的导热率、优良的电性能和耐老化性能,能够有效散去电子产品使用中产生的热量,对电子产品的密集化、小型化和提高其可靠性和寿命都具有重要意义[2]。

1 导热橡胶的应用开发背景导热橡胶分为本征型导热橡胶和填充型导热橡胶。

通用橡胶都是热和电的不良导体,合成新的本征型导热橡胶绝非易事,因此一般通过填充高导热性的填料来制取导热橡胶。

通过填充制得的导热橡胶价格低廉、易加工成型,经过适当的工艺处理或配方调整可以应用于某些特殊领域。

在橡胶工业中,导热性研究一般从加工和使用两个角度来考虑。

加工过程着重于厚橡胶制品的硫化均匀性。

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第2 4卷第 1 0期 21 0 0年 1 0月
化工时刊
Ch m i ln u t me e c d s r Ti s a I y
Vo. 4, . 0 1 2 No 1 Oc . 0. 01 t1 2 0
d i1 . 9 9 j i n 10 o:03 6 /.s .0 2—14 2 1 . 0 0 4 s 5 X.0 0 1 . 1
关键 词 导热硅橡胶
Pr g e si t d fTh r a n u tv i c n b e o r s n S u y o e m lCo d cie S l o e Ru b r i
L i g ig v Jn nn
( e ate t f h m syadC e ia E g er g J i nvr t, h n o gQ f 7 15 D pr n e ir n h m cl ni ei , i n U i s y S adn uu2 3 5 ) m oC t n n ng ei
导主要 是通 过 晶格 振动 和 分 子链 振 动 来 实 现 ,热 能 载体 主要是声 子 J 。 导热硅橡 胶 的导热性 能 由硅橡 胶基 体 、 填料 和加 工工艺 综合决 定 。作 为绝 缘 和减 震 性 能优 异 的硅 橡
天然 橡胶及 其它合 成 橡 胶 相 比, 橡 胶 具有 耐 高 、 硅 低 温, 耐老化 , 电气绝 缘 、 生理 惰 性 , 模性 好 等一 系列 脱
可靠 的散 热途径 , 能起 到 绝 缘 和减 震 作用 , 又 而导 热 硅橡胶 正好 具备这 一 优 良的综 合性 能 l 。 2 】
硅橡胶 是 以 S、 S 为主链 的高 分子 弹性 体 , iO、i 与

导热硅橡胶的导热机理
固体导热 包括 电子导 热、 声子 导热 和光子 导 热 ] 。由于高分子聚合物本身无 自由电子 , 热传
a d f tr e eo me t fte a o d cie s io e r b e e e as i u s d n uu e d v l p n r l c n u t i c n u b rw r l d s s e . o h m v l o c
Ke wo d tema o d c v i c n u b r tema o d cii c a im te a o d cii d l y r s h r l cn u t e s io erb e h r lc n u t t me h ns i l vy h r lc n u t t mo es m vy
寸 硅 导 执 橡 胶 研 究 进 展
吕京 宁
( 济宁学院化学与化工系, 山东 曲阜 235 ) 7 15
摘 要 概述了导热硅橡胶 的导热机理和模型 , 绍了改善硅橡 胶导热 性能的主要途径 , 介 阐述 了导热硅橡胶 的应用
导热 机理 导热模型 表面改性
情况 , 并对其今后研究方 向进行了展望。
能扩散速率主要取决于邻近原子或结合基团的振动。
E— a : i n g 6 .O m i n i @13 Cr l gn n
作者简介 : 吕京宁( 92一 , , 士, 18 ) 女 硕 讲师 , 主要从事功能材料的制备及应用和化工教学研究
胶基体而言, 其导热系数仅为 0 2w/ m ・ ) . ( K 左右 ( 约为有机橡胶的 2 [ ) 倍 5 。但是 , 硅橡胶基体 中加
优异性能l 。普通硅橡胶的导热性能较差, 3 J 导热系 数通常只有 0 2 m ・ . W/ K左右, 加入导热填料可提高 硅橡胶 的导 热性能。常用 的导热填料 有金属 粉末 ( A 、g c 等)、 如 l 、u A 金属氧化物( 如 O 、 g 、 e ,M O BO 等)、 金属氮化物( S N 1、 N等) 如 i ¨AN B , 及非金属材 料( S 、 墨、 如 i 石 C 炭黑等)45 [ ] - 。本 文综述 了当前国 内外导热硅橡胶的导热机理、 型、 模 提高导热性能的
S r c d ic t n u f e mo f ai a i o
近来 导热高 分子 材 料 的制 备 与 开 发成 为研 究 热 点, 导热材 料 已广 泛 应 用 于许 多特 殊 场 合 如航 空 、 航
途径 和导热 硅橡胶 的应用情 况 。
天和电子电气等领域… 。随着科学技术 的进步和工 业生产快速发展 , 人们对导热材料提出了更为苛刻的 要求 。希望导热材料既能够为电子元器件提供安全
Ab t a t T e t e ma o d ci i c a im n h o e c lmo e s o e a c n u t e s c n u b r sr c h h r l c n u t t me h n s a d t e r t a d l f t r l o d ci i o e r b e vy i h m v i f
收稿 日期 、 1 、 N等) , S AN B C 后 其导热性能
可以提高 1 O倍甚至几 1 O倍。填料 自身的导热性能 及其在基体 中的分布情况 , 对硅橡胶的导热性能有重 要影响。填料的种类不同导热机理也不同 , 金属填料
通过 电子导 热 , 非金 属 填 料 主要 依靠 声 子 导 热 , 热 其
weerve d h p ra h so mpo ig te a o d cii ic n u b rw r nrd c d T e a piain r e iwe .T ea po c e n i rvn r lc n u t t sl o er b e ee it u e . h p l t h m vy i o c o
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