塑料可通过层状晶体排列成为热导体

导热型塑料作为大量电子设备的散热材料已经引起了人们的关注。然而,聚合物由于存在各种缺陷,其热导率(TC)是非常低的(0.1-0.5 W m-1 K-1)。 即使利用高浓度的导热填料,也难以提高聚合物复合材料的TC。 此外,填料含量高会导致材料重量增加,加工性能变差。针对这些问题,解决方案之一是增强的聚合物基质的TC。 利用聚合物基质作为填料颗粒之间良好的热导体, 可以显著增加聚合物复合材料的 TC 。但是,这样的热塑性塑料基质迄今未见报道。

S.Yoshihara及其合作者(Kaneka公司,日本)报道称,热塑性塑料通过层状晶体排列可以呈现高导热性能。他们发现了通过注塑成型过程的剪切流动,折叠链片晶呈现平行取向的近晶相液晶聚合物。 聚合物链沿模塑表面的法线方向(ND)排列 ,从而导致该方向上TC较高(1.2 W m-1的K-1)。此外,含有板状填料颗粒的复合材料在ND方向和面内方向均表现出显著的TC增强 。

利用这项技术可以生产具有高TC同时具有低填料含量的聚合物复合材料,从而可以得到更轻质同时具有良好的加工性能的复合材料。该方法,无需特殊设备,并且适用于注塑成型工艺。因此,该方法可以容易地扩大规模实现多种应用。