日本三菱 高導熱 PC GPN2030DF 表面電阻率5.5*10的14次方
高導熱PC導電性質與材料摻雜狀態的關系:具有線性共軛結構的本征導電高分子材料在本征態(即中性態)時基本處在絕緣狀態,是不導電的;但是當采用氧化試劑或還原試劑進行化學摻雜,或者采用電化學摻雜后,其電導率能夠增加5—10個數量級,立刻進入導體范圍。利用上述性質可以制備有機開關器件。
此外,高導熱PC高分子材料的導電性質還賦予其諸如抗靜電、電磁波屏蔽、雷達波吸收等特殊性質,使其在眾多領域獲得應用。**節 TPN2352電子導電高分子材料/J.其性能。根據分子軌道理論和能帶理論對上面給出的導電聚合物分子結構進行分析,我們不難發現,線性共軛電子體系為其共同結構特征。以聚乙炔為例,在其鏈狀結構中,每一結構單元(一CH一)中的碳原子外層有四個價電子,其中有三個電子構成三個sp3雜化軌道,分別與一個氫原子和兩個相鄰的碳原子形成。鍵。余下的p電子軌道在空間分布上與三個。軌道構成的平面相垂直。
PC GPN2030DF高導熱樹脂-開發的背景和理念
近些年來,隨著電子機械的高性能化、機械復合化的發展,根據處理信號量增大、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。
另外,隨著機械的小型化、便攜式發展,在追求輕量化的同時,如何對放熱實施有效的管控,已顯得比以往更加重要。
為此,人們越來越期望,以往以樹脂為材料制造的部件,是否能使用具有導熱性能的樹脂產品,以應對放熱呢。
根據上述情況,三菱工程塑料公司,開發了相對比重小的導熱樹脂產品。使用這些導熱樹脂產品,可以實現以下效果。
(1)防止機器的局部溫度上升,預防機器故障的發生
(2)和金屬相比,實現了部件的輕便化
(3)和金屬壓鑄件性比,設計的自由度增大
(4)實現放熱部件與周邊部件的整合,實現減少部件數量、削減成本等優勢。
高導熱 PC GPN2030DF導電高分子材料的電致變色性能和電致發光性能及其應用電致變色(electrochromism)施加的電場作用下發生可逆改變,現象是指材料的光吸收特性在即當施加電場時材料的光吸收波長發生變化;去掉電場,又能夠完全恢復的性質。在外觀性能上則表現為顏色的變化。電致變色材料研究已經有幾十年的歷史。在20世紀60年代主要開發研究無機電致變色材料,80年代后有機電致變色研究成為熱點。導電聚合物在摻雜和非摻雜狀態其分子內的能級結構會發生變化,因此,光吸收特性發生變化。導電高分子材料電致變色的依據是在電場的作用下聚合物本身發生電化學反應,使它的氧化態發生變化,在氧化還原反應的同時,材料的顏色在可見光區發生明顯改變。由此建立電壓和顏色的對應關系,以電壓控制導電高分子材料的顏色E20]。利用導電高分子材料的電致變色性質可以制備無視角限制的顯示器件。
1.材料
(a)PC+GF30wt%材料(熱導率0.3W/m/K)
(b)高溫導熱聚碳酸脂 TPN1122(熱導率8.3W/m/K)
2.試樣 100mm×100m×3mmt 平面板
3.測試條件
試樣 給橡膠電熱片加3.2W電 能對試樣的一部分加熱,使用紅外線輻射測溫儀測定其溫度變化。
驗證導熱效果:
高導熱PC實驗結果
以往的材料僅在電熱片接觸部分出現溫度上升,該部分之外則無熱能傳遞。 而通過實驗可以看到,高溫導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。如果使用高溫導熱樹脂,應該能獲得下列效果。
防止特定位置的高溫現象 → 減少熱變形及熱老化
使溫度的分布均勻 → 減少彎曲
增加高溫部分的面積 → 導熱使熱能釋放增加。
熱導率異向性主要產品成型板的熱導率測量值由于受填充材定位的影響,流向的熱導率*大,而厚度方向的熱導率并不大。
※由于產品正在開發中,產品等級名稱為假稱
※關于物理性能的數據,是基于本公司實驗方法所獲得的測定值中的穩定值,本公司無法對此提供保
厚度方向熱導率的影響:CAE分析條件本材料比起平面方向,垂直(厚度)方向的熱導率并不理想。這一事實在實際使用時可能成為現實的問題, 通過CAE分析,將厚度方向熱導率較低的異向性樹脂與等向性樹脂的導熱性進行了比較。
厚度方向熱導率的影響:CAE分析結果分析使用軟件 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
分析結果是,高導熱PC在本條件的情況下,異向性材料(厚度方向的熱導率為平面方向的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率較低的異向性材料,在實際使用中應該沒有問題。載流子材料在電場作用:能產生電流是由于介質中存在能自由遷移的帶電質點,這種帶電質點被稱為載流子。載流子在電場作用下沿著電場方向定向遷移構成電流。在不同的材料中,高導熱PC產生的載流子是不同的。在大多數材料中,常見的載流子包括自由電子、空穴、正負離子,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電子,帶一個負電荷。空穴是分子或原子中離開一個電子后留下的一個帶正電荷的空位,正電荷是由于外層電子數目比核內質子數目少一個產生的。正離子則是帶有一個或多個正電荷,并且可以整體移動的化學結構。負離子與之相反,是帶有一個或多個負電荷,并且可以整體移動的化學結構。載流子是物質在電場作用下產生電流的物質基礎,同時,載流子的密度是衡量材料導電能力的重要參數之一,通常高導熱PC材料的電導率與載流子的密度成正比。
我們已經知道,高導熱 PC GPN2030DF電子的相對遷移是導電的基礎。電子如若要在共軛丌電子體系中自由移動,首先要克服滿帶與空帶之間的能級差,因為滿帶與空帶在分子結構中是互相間隔的。這一能級差的大小決定了共軛型聚合物的導電能力的高低。正是由于這一能級差的存在決定了我們得到的不是一個良導體,而是半導體。上述分析就是應用于電子導電高分子材料理論分析的Peierls過渡理論(Peierlstransition)這一理論已經得到了實踐證實。現代結構分析和測試結果證明,高導熱 PC GPN2030DF線性共軛聚合物中相鄰的兩個鍵的鍵長和鍵能是有差別的。這一結果間接證明了在此體系中存在著能帶分裂。
高導熱 PC GPN2030DF電導率與導電高分子材料分子**軛鏈長度之間的關系:
實驗結果表明,電子導電高分子材料的電導率受到聚合物分子**軛鏈長度的影響。與晶體化的金屬和無機半導體相比,導電高分子材料的晶體化程度通常不高,晶格對電導率的影響可以不加考慮。而且,即使從微觀的角度看,線性共軛導電高分子材料分子結構中的電子分布也不是各向同性的。換句話說,聚合物內的價電子更傾向于沿著線性共軛的分子內部移動,而不是在兩條分子鏈之間。因為描述分子內丌電子運動的波函數不是球形對稱的,在沿著分子鏈方向有較大的電子云密度。而且,隨著共軛鏈長度的增加,n電子波函數的這種趨勢越明顯,從而有利于自由電子沿著分子共軛鏈移動,導致聚合物的電導率增加。中給出聚乙炔的電導率與分子共軛鏈長度的關系。線性共軛導電聚合物的電導率隨著其共軛鏈長度的增加而呈指數快速增加。因此說提高共軛鏈的長度是提高導高導熱 PC GPN2030DF材料導電性能的重要手段之一。