导热塑料的研制始于60年代末70年代初,美国!一前苏联和联邦德国等国家用聚四氟乙烯!聚烯烃树脂等研制出薄壁热交换器"近年来,国外Cool Polymers公司、LNP程塑料公司、peregrine工业公司、RTP公司、Chip poly公司相继推出了以聚烯烃PA、PC、LCP、PPS等推出各自的新型导热塑料"日本三菱工程推出高导热PC树脂的物理性能（绝缘型）TPN2131/5W阻燃、TPN2140/3W阻燃、TPN2032/3W阻燃、TPN2352/1W阻燃高耐冲击、GPN2030DF/GF=30%阻燃。高导热PC树脂的物理性能（导电型） TPN1125/21W阻燃、TPN1124/13W 阻燃高流動、TPN1122/8W阻燃、TCF1140/3W高耐冲击、GPN2030DF/GF=30%阻燃
传热是自然界和工程技术领域中极其普遍的一种传递过程,以热传导(又称导热)!对流传热两种方式*为常见"传统的传热设备材质是钢!铝等金属以及石墨等非金属"受腐蚀!机械强度和加工等因素的影响,这些传统材质在实际传热应用中存在一定的局限性,其综合性能不能满足日益发展的工业生产和科学技术需求"例如,化工生产中某些腐蚀性流体的换热器!汽车冷却器及电子工业中的绝缘散热封装等,既需要材质导热能力强,又需要具备重量轻!耐腐蚀!机械强度好!加工性能优异以及不导电(电子元器件)等性能[-一"普通塑料是不良导热体,置于热源中时,热量集中在局部区域并持续增多,几乎没有热量在塑胶中传递,长期如此,热量集中在/局部过热点0,其它区域温度却无明显上升,*终温度上升到塑料件所能承受的极限能力,导致塑料件失效"为了适应这些特殊传热场合对导热材质的苛刻要求,人们通过实验研究,研制出了导热塑料"导热塑料是将高导热性增强材料添加在工程塑料或通用塑料中复合而成的,导热塑料不仅具有金属和陶瓷的热传递性能同时还保留了普通塑料在设计!性能和成本方面的优点"导热塑料具有散热均匀!重量轻!多种基础树脂的选择!成型加工方便!热膨胀系数低!成型收缩率低!成型温度低和提高设计自由度等优点,广泛用于航空!航天!武器装备!电子电器!汽车!加热/冷却/制冷!照明!医药!食品,以及体育用品等行业中. 高温导热PC的特征：依据用途备有齐全的等级产品、比重较轻为1.5左右，可实现轻量化、耐冲击性良好。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。第二节  TPN2032电子导电高分子材料／J．其性能。



PC TPN2032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

以往的材料仅在电热片接触部分出现温度上升，该部分之外则无热能传递。 而通过实验可以看到，高温导热树脂除了与电热片接触部分，其他部分也得到很好的热传递。如果使用高温导热树脂，应该能获得下列效果。

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 TPN2032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 TPN2032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。




注塑ISO片（175mm 厚4mm的哑铃状片取2个）时所需条件示例
  机筒温度： 290℃
   模具温度： 90℃
   注入速度： 30～40mm/sec
   注入时间： 2sec
   保压：      1000～1200kgf/cm2
   保压时间： 20sec
※ 根据所使用的模具和注塑机的不同，有必要修改注塑条件