高导热PC TPN2352

高导热PC导电性质与材料掺杂状态的关系：具有线性共轭结构的本征导电高分子材料在本征态(即中性态)时基本处在绝缘状态，是不导电的；但是当采用氧化试剂或还原试剂进行化学掺杂，或者采用电化学掺杂后，其电导率能够增加5—10个数量级，立刻进入导体范围。利用上述性质可以制备有机开关器件。

此外，高导热PC高分子材料的导电性质还赋予其诸如抗静电、电磁波屏蔽、雷达波吸收等特殊性质，使其在众多领域获得应用。**节  TPN2352电子导电高分子材料／J．其性能。根据分子轨道理论和能带理论对上面给出的导电聚合物分子结构进行分析，我们不难发现，线性共轭电子体系为其共同结构特征。以聚乙炔为例，在其链状结构中，每一结构单元(一CH一)中的碳原子外层有四个价电子，其中有三个电子构成三个sp3杂化轨道，分别与一个氢原子和两个相邻的碳原子形成。键。余下的p电子轨道在空间分布上与三个。轨道构成的平面相垂直。

PC TPN2352高导热树脂-开发的背景和理念

近些年来，随着电子机械的高性能化、机械复合化的发展，根据处理信号量增大、处理速度高速化的要求，电子部件放热量增加的倾向逐渐显现。
另外，随着机械的小型化、便携式发展，在追求轻量化的同时，如何对放热实施有效的管控，已显得比以往更加重要。
为此，人们越来越期望，以往以树脂为材料制造的部件，是否能使用具有导热性能的树脂产品，以应对放热呢。

根据上述情况，三菱工程塑料公司，开发了相对比重小的导热树脂产品。使用这些导热树脂产品，可以实现以下效果。
（1）防止机器的局部温度上升，预防机器故障的发生
（2）和金属相比，实现了部件的轻便化
（3）和金属压铸件性比，设计的自由度增大
（4）实现放热部件与周边部件的整合，实现减少部件数量、削减成本等优势。

验证导热效果: 高导热PC TPN1122实验方法为了验证高温导热树脂的导热效果，将以往的材料(PC+GF30％)与高温导热树脂的导热性通过试验进行了比较。高导热PC高分子材料的主要特征是在一定条件下具有导电能力，导电能力的评价标准采用电导率。或者阻抗(在纯电阻情况下用电阻尺表示)。在施加电压的情况下，不同的导电材料可以表现出不同的导电性质，其主要性质有以下几类。高分子材料本身具有导电能力的被称为本征导电高分子材料，根据载流子的属性和导电形式，可划分为电子导电高分子材料、离子导电高分子材料和氧化还原导电高分子材料。电子导电型高分子材料是三种本征导电高分子材料中种类*多、研究*早的一类高分子导电材料。关于这一类高导热PC导电材料的导电机理和结构特征已经有了比较成熟的理论和深入的研究c5)。

1.材料

（a）PC+GF30wt%材料(热导率0.3W/m/K)

（b）高温导热聚碳酸脂 TPN1122(热导率8.3W/m/K)

2.试样 100mm×100m×3mmt 平面板

3.测试条件

试样 给橡胶电热片加3.2W电 能对试样的一部分加热，使用红外线辐射测温仪测定其温度变化。

验证导热效果:

高导热PC实验结果

防止特定位置的高温现象　→　减少热变形及热老化

使温度的分布均匀　　　　→　减少弯曲

增加高温部分的面积　→　导热使热能释放增加。

热导率异向性主要产品成型板的热导率测量值由于受填充材定位的影响，流向的热导率*大，而厚度方向的热导率并不大。

※由于产品正在开发中，产品等级名称为假称

※关于物理性能的数据，是基于本公司实验方法所获得的测定值中的稳定值，本公司无法对此提供保

厚度方向热导率的影响:CAE分析条件本材料比起平面方向，垂直(厚度)方向的热导率并不理想。这一事实在实际使用时可能成为现实的问题， 通过CAE分析，将厚度方向热导率较低的异向性树脂与等向性树脂的导热性进行了比较。

厚度方向热导率的影响:CAE分析结果分析使用软件 　CAEFEMv8.3
分析条件
试样形状　100x50x3mm 平面板
分析使用试样 二次六面体单元　20x10x3mesh
界面条件 距顶端30mm范围内表面加载0.001W/mm2的热流
初始温度 　20℃ 材料固定值
(a)异向性体　λx= 8W/m/K λy= 8W/m/K
λz=0.4W/m/K(仅厚度方向的热导率为1/20）
C=0.14J/g/K 　r=1.2e-3g/mm3
(b)等向性体　λx= 8W/m/K λy= 8W/m/K
λz=8W/m/K C=0.14J/g/K 　r=1.2e-3g/mm3

分析结果是，高导热PC在本条件的情况下，异向性材料(厚度方向的热导率为平面方向的1/20)与等向性材料的温度分布几乎相同。像本材料类似的厚度方向热导率较低的异向性材料，在实际使用中应该没有问题。载流子材料在电场作用:能产生电流是由于介质中存在能自由迁移的带电质点，这种带电质点被称为载流子。载流子在电场作用下沿着电场方向定向迁移构成电流。在不同的材料中，高导热PC产生的载流子是不同的。在大多数材料中，常见的载流子包括自由电子、空穴、正负离子，以及其他类型的荷电微粒。自由电子是指能够自山迁移的真实电子，带一个负电荷。空穴是分子或原子中离开一个电子后留下的一个带正电荷的空位，正电荷是由于外层电子数目比核内质子数目少一个产生的。正离子则是带有一个或多个正电荷，并且可以整体移动的化学结构。负离子与之相反，是带有一个或多个负电荷，并且可以整体移动的化学结构。载流子是物质在电场作用下产生电流的物质基础，同时，载流子的密度是衡量材料导电能力的重要参数之一，通常高导热PC材料的电导率与载流子的密度成正比。

我们已经知道，高导热PC TPN2352电子的相对迁移是导电的基础。电子如若要在共轭丌电子体系中自由移动，首先要克服满带与空带之间的能级差，因为满带与空带在分子结构中是互相间隔的。这一能级差的大小决定了共轭型聚合物的导电能力的高低。正是由于这一能级差的存在决定了我们得到的不是一个良导体，而是半导体。上述分析就是应用于电子导电高分子材料理论分析的Peierls过渡理论(Peierlstransition)这一理论已经得到了实践证实。现代结构分析和测试结果证明，高导热PC TPN2352线性共轭聚合物中相邻的两个键的键长和键能是有差别的。这一结果间接证明了在此体系中存在着能带分裂。

高导热PC TPN2352电导率与导电高分子材料分子**轭链长度之间的关系：

实验结果表明，电子导电高分子材料的电导率受到聚合物分子**轭链长度的影响。与晶体化的金属和无机半导体相比，导电高分子材料的晶体化程度通常不高，晶格对电导率的影响可以不加考虑。而且，即使从微观的角度看，线性共轭导电高分子材料分子结构中的电子分布也不是各向同性的。换句话说，聚合物内的价电子更倾向于沿着线性共轭的分子内部移动，而不是在两条分子链之间。因为描述分子内丌电子运动的波函数不是球形对称的，在沿着分子链方向有较大的电子云密度。而且，随着共轭链长度的增加，n电子波函数的这种趋势越明显，从而有利于自由电子沿着分子共轭链移动，导致聚合物的电导率增加。中给出聚乙炔的电导率与分子共轭链长度的关系。线性共轭导电聚合物的电导率随着其共轭链长度的增加而呈指数快速增加。因此说提高共轭链的长度是提高导高导热PC TPN2352材料导电性能的重要手段之一。

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