高導(dǎo)熱PC導(dǎo)電性質(zhì)與材料摻雜狀態(tài)的關(guān)系：具有線性共軛結(jié)構(gòu)的本征導(dǎo)電高分子材料在本征態(tài)(即中性態(tài))時(shí)基本處在絕緣狀態(tài)，是不導(dǎo)電的；但是當(dāng)采用氧化試劑或還原試劑進(jìn)行化學(xué)摻雜，或者采用電化學(xué)摻雜后，其電導(dǎo)率能夠增加5—10個(gè)數(shù)量級(jí)，立刻進(jìn)入導(dǎo)體范圍。利用上述性質(zhì)可以制備有機(jī)開關(guān)器件。
此外，高導(dǎo)熱PC高分子材料的導(dǎo)電性質(zhì)還賦予其諸如抗靜電、電磁波屏蔽、雷達(dá)波吸收等特殊性質(zhì)，使其在眾多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。**節(jié) TPN2352電子導(dǎo)電高分子材料／J．其性能。根據(jù)分子軌道理論和能帶理論對(duì)上面給出的導(dǎo)電聚合物分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，線性共軛電子體系為其共同結(jié)構(gòu)特征。以聚乙炔為例，在其鏈狀結(jié)構(gòu)中，每一結(jié)構(gòu)單元(一CH一)中的碳原子外層有四個(gè)價(jià)電子，其中有三個(gè)電子構(gòu)成三個(gè)sp3雜化軌道，分別與一個(gè)氫原子和兩個(gè)相鄰的碳原子形成。鍵。余下的p電子軌道在空間分布上與三個(gè)。軌道構(gòu)成的平面相垂直。
PC TPN2352高導(dǎo)熱樹脂-開發(fā)的背景和理念
近些年來，隨著電子機(jī)械的高性能化、機(jī)械復(fù)合化的發(fā)展，根據(jù)處理信號(hào)量增大、處理速度高速化的要求，電子部件放熱量增加的傾向逐漸顯現(xiàn)。
另外，隨著機(jī)械的小型化、便攜式發(fā)展，在追求輕量化的同時(shí)，如何對(duì)放熱實(shí)施有效的管控，已顯得比以往更加重要。
為此，人們?cè)絹碓狡谕酝詷渲瑸椴牧现圃斓牟考欠衲苁褂镁哂袑?dǎo)熱性能的樹脂產(chǎn)品，以應(yīng)對(duì)放熱呢。
根據(jù)上述情況，三菱工程塑料公司，開發(fā)了相對(duì)比重小的導(dǎo)熱樹脂產(chǎn)品。使用這些導(dǎo)熱樹脂產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)以下效果。
（1）防止機(jī)器的局部溫度上升，預(yù)防機(jī)器故障的發(fā)生
（2）和金屬相比，實(shí)現(xiàn)了部件的輕便化
（3）和金屬壓鑄件性比，設(shè)計(jì)的自由度增大
（4）實(shí)現(xiàn)放熱部件與周邊部件的整合，實(shí)現(xiàn)減少部件數(shù)量、削減成本等優(yōu)勢(shì)。
驗(yàn)證導(dǎo)熱效果: 高導(dǎo)熱PC TPN1122實(shí)驗(yàn)方法為了驗(yàn)證高溫導(dǎo)熱樹脂的導(dǎo)熱效果，將以往的材料(PC+GF30％)與高溫導(dǎo)熱樹脂的導(dǎo)熱性通過試驗(yàn)進(jìn)行了比較。高導(dǎo)熱PC高分子材料的主要特征是在一定條件下具有導(dǎo)電能力，導(dǎo)電能力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用電導(dǎo)率。或者阻抗(在純電阻情況下用電阻尺表示)。在施加電壓的情況下，不同的導(dǎo)電材料可以表現(xiàn)出不同的導(dǎo)電性質(zhì)，其主要性質(zhì)有以下幾類。高分子材料本身具有導(dǎo)電能力的被稱為本征導(dǎo)電高分子材料，根據(jù)載流子的屬性和導(dǎo)電形式，可劃分為電子導(dǎo)電高分子材料、離子導(dǎo)電高分子材料和氧化還原導(dǎo)電高分子材料。電子導(dǎo)電型高分子材料是三種本征導(dǎo)電高分子材料中種類*多、研究*早的一類高分子導(dǎo)電材料。關(guān)于這一類高導(dǎo)熱PC導(dǎo)電材料的導(dǎo)電機(jī)理和結(jié)構(gòu)特征已經(jīng)有了比較成熟的理論和深入的研究c5)。
1.材料
（a）PC+GF30wt%材料(熱導(dǎo)率0.3W/m/K)
（b）高溫導(dǎo)熱聚碳酸脂 TPN1122(熱導(dǎo)率8.3W/m/K)
2.試樣 100mm×100m×3mmt 平面板
3.測(cè)試條件
試樣 給橡膠電熱片加3.2W電 能對(duì)試樣的一部分加熱，使用紅外線輻射測(cè)溫儀測(cè)定其溫度變化。
驗(yàn)證導(dǎo)熱效果:
高導(dǎo)熱PC實(shí)驗(yàn)結(jié)果
以往的材料僅在電熱片接觸部分出現(xiàn)溫度上升，該部分之外則無熱能傳遞。 而通過實(shí)驗(yàn)可以看到，高溫導(dǎo)熱樹脂除了與電熱片接觸部分，其他部分也得到很好的熱傳遞。如果使用高溫導(dǎo)熱樹脂，應(yīng)該能獲得下列效果。
防止特定位置的高溫現(xiàn)象 → 減少熱變形及熱老化
使溫度的分布均勻 → 減少?gòu)澢?/span>
增加高溫部分的面積 → 導(dǎo)熱使熱能釋放增加。
熱導(dǎo)率異向性主要產(chǎn)品成型板的熱導(dǎo)率測(cè)量值由于受填充材定位的影響，流向的熱導(dǎo)率*大，而厚度方向的熱導(dǎo)率并不大。
※由于產(chǎn)品正在開發(fā)中，產(chǎn)品等級(jí)名稱為假稱
※關(guān)于物理性能的數(shù)據(jù)，是基于本公司實(shí)驗(yàn)方法所獲得的測(cè)定值中的穩(wěn)定值，本公司無法對(duì)此提供保
厚度方向熱導(dǎo)率的影響:CAE分析條件本材料比起平面方向，垂直(厚度)方向的熱導(dǎo)率并不理想。這一事實(shí)在實(shí)際使用時(shí)可能成為現(xiàn)實(shí)的問題， 通過CAE分析，將厚度方向熱導(dǎo)率較低的異向性樹脂與等向性樹脂的導(dǎo)熱性進(jìn)行了比較。
厚度方向熱導(dǎo)率的影響:CAE分析結(jié)果分析使用軟件 CAEFEMv8.3
分析條件
試樣形狀 100x50x3mm 平面板
分析使用試樣 二次六面體單元 20x10x3mesh
界面條件 距頂端30mm范圍內(nèi)表面加載0.001W/mm2的熱流
初始溫度 20℃ 材料固定值
(a)異向性體 λx= 8W/m/K λy= 8W/m/K
λz=0.4W/m/K(僅厚度方向的熱導(dǎo)率為1/20）
C=0.14J/g/K r=1.2e-3g/mm3
(b)等向性體 λx= 8W/m/K λy= 8W/m/K
λz=8W/m/K C=0.14J/g/K r=1.2e-3g/mm3
分析結(jié)果是，高導(dǎo)熱PC在本條件的情況下，異向性材料(厚度方向的熱導(dǎo)率為平面方向的1/20)與等向性材料的溫度分布幾乎相同。像本材料類似的厚度方向熱導(dǎo)率較低的異向性材料，在實(shí)際使用中應(yīng)該沒有問題。載流子材料在電場(chǎng)作用:能產(chǎn)生電流是由于介質(zhì)中存在能自由遷移的帶電質(zhì)點(diǎn)，這種帶電質(zhì)點(diǎn)被稱為載流子。載流子在電場(chǎng)作用下沿著電場(chǎng)方向定向遷移構(gòu)成電流。在不同的材料中，高導(dǎo)熱PC產(chǎn)生的載流子是不同的。在大多數(shù)材料中，常見的載流子包括自由電子、空穴、正負(fù)離子，以及其他類型的荷電微粒。自由電子是指能夠自山遷移的真實(shí)電子，帶一個(gè)負(fù)電荷。空穴是分子或原子中離開一個(gè)電子后留下的一個(gè)帶正電荷的空位，正電荷是由于外層電子數(shù)目比核內(nèi)質(zhì)子數(shù)目少一個(gè)產(chǎn)生的。正離子則是帶有一個(gè)或多個(gè)正電荷，并且可以整體移動(dòng)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。負(fù)離子與之相反，是帶有一個(gè)或多個(gè)負(fù)電荷，并且可以整體移動(dòng)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。載流子是物質(zhì)在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生電流的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)，載流子的密度是衡量材料導(dǎo)電能力的重要參數(shù)之一，通常高導(dǎo)熱PC材料的電導(dǎo)率與載流子的密度成正比。
我們已經(jīng)知道，高導(dǎo)熱PC TPN2352電子的相對(duì)遷移是導(dǎo)電的基礎(chǔ)。電子如若要在共軛丌電子體系中自由移動(dòng)，首先要克服滿帶與空帶之間的能級(jí)差，因?yàn)闈M帶與空帶在分子結(jié)構(gòu)中是互相間隔的。這一能級(jí)差的大小決定了共軛型聚合物的導(dǎo)電能力的高低。正是由于這一能級(jí)差的存在決定了我們得到的不是一個(gè)良導(dǎo)體，而是半導(dǎo)體。上述分析就是應(yīng)用于電子導(dǎo)電高分子材料理論分析的Peierls過渡理論(Peierlstransition)這一理論已經(jīng)得到了實(shí)踐證實(shí)。現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析和測(cè)試結(jié)果證明，高導(dǎo)熱PC TPN2352線性共軛聚合物中相鄰的兩個(gè)鍵的鍵長(zhǎng)和鍵能是有差別的。這一結(jié)果間接證明了在此體系中存在著能帶分裂。
高導(dǎo)熱PC TPN2352電導(dǎo)率與導(dǎo)電高分子材料分子**軛鏈長(zhǎng)度之間的關(guān)系：
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電子導(dǎo)電高分子材料的電導(dǎo)率受到聚合物分子**軛鏈長(zhǎng)度的影響。與晶體化的金屬和無機(jī)半導(dǎo)體相比，導(dǎo)電高分子材料的晶體化程度通常不高，晶格對(duì)電導(dǎo)率的影響可以不加考慮。而且，即使從微觀的角度看，線性共軛導(dǎo)電高分子材料分子結(jié)構(gòu)中的電子分布也不是各向同性的。換句話說，聚合物內(nèi)的價(jià)電子更傾向于沿著線性共軛的分子內(nèi)部移動(dòng)，而不是在兩條分子鏈之間。因?yàn)槊枋龇肿觾?nèi)丌電子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)不是球形對(duì)稱的，在沿著分子鏈方向有較大的電子云密度。而且，隨著共軛鏈長(zhǎng)度的增加，n電子波函數(shù)的這種趨勢(shì)越明顯，從而有利于自由電子沿著分子共軛鏈移動(dòng)，導(dǎo)致聚合物的電導(dǎo)率增加。中給出聚乙炔的電導(dǎo)率與分子共軛鏈長(zhǎng)度的關(guān)系。線性共軛導(dǎo)電聚合物的電導(dǎo)率隨著其共軛鏈長(zhǎng)度的增加而呈指數(shù)快速增加。因此說提高共軛鏈的長(zhǎng)度是提高導(dǎo)高導(dǎo)熱PC TPN2352材料導(dǎo)電性能的重要手段之一。