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高分子材料热导率的主要影响因素有:导热填料的种类以及百分比、温度、结晶度、分子链取向、密度和湿度等。
(1)理想的导热填料首先得具备以下几个条件,首先导热填料能够发挥其导热能力,这种能力取决于填料的颗粒形状、尺寸比、表面特征、本身导热性、环境因素等。其次填料要具备良好的可填充性。试验证明导热填料表面经偶联剂或表面处理剂处理后,可以提高导热填料与基体之间的相容性,从而提高基体材料的导热性能和不显著降低其力学性能。
(2)高聚物热导率与温度的依赖关系是比较复杂的总的说来随温度的升高热导率增大。但结晶聚合物和非结晶聚合物的热导率随温度的变化规律有所不同。
(3)聚合物的结晶度对热导率有非常大的影响。这是因为在晶区内分子链的排列结构具有长程有序从而格波在晶区内部传播过程中声子间碰撞几率较小,相应的声子平均自由程较大,故晶区部分的热导率较高。而在非晶区内由于分子链排列杂乱无章声子受到的散射严重,相应的声子平均自由程较小,从而非晶区部分的热导率较低。
(4)高聚物的热导率受分子链取向影响很大。拉伸非晶态聚合物,大分子链沿拉伸方向取向,因为链的共价键热传导能力比链间热传导能力强得多,所以沿拉伸方向的热导率分子链比垂直方向的大得多,产生强烈的各向异性。
(5)由于气体的热导率一般远小于固体,所以增大材料中气相的比例可以降低整体材料的热导率,如泡沫高分子材料。但若气相比例过高,相应增大了材料的气体孔径,会使气孔相互串通从而使对流换热加强及辐射热增加、会造成热导率的增大。由此可见,在一定温度范围内热导率随气相比例的变化存在一个最小值,这个最小值就是保温材料的最佳值。由于气体的热导率一般远小于固体,所以对同种材料来讲,其密度越大,材料的导热性能越高。
(6)高分子材料与潮湿空气接触时总要或多或少从空气中吸收一些水汽。材料从空气中吸收水分的多少与周围空气的温度、湿度、材料本身的分子结构、化学成分等因素有关。空气的温度越低,湿度越大,材料吸收的水汽就越多。吸收水汽后,由于材料孔隙中有了水分,因此除空气分子的导热、对流传热和孔隙壁面的辐射换热外,还存在着因蒸汽扩散引起的附加热传导,以及通过孔隙中的水分子的导热。而水的热导率是空气的20多倍,因此整个材料的热导率将会增大。