[發(fā)明專(zhuān)利]一種提高高分子聚合物材料導(dǎo)熱性能的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910290458.8
• 申請(qǐng)日: 2019-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110083892A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙伶玲;高騰;蔡莊立;虞兮凡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50;G06F16/22;G01N3/08
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專(zhuān)利代理有限公司 32206
• 代理人: 盧倩

本發(fā)明屬于高分子聚合物材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高高分子聚合物材料導(dǎo)熱性能的制備方法，包括以下步驟：1)通過(guò)模擬或?qū)嶒?yàn)手段建立高分子聚合物材料的基底；2)通過(guò)模擬或?qū)嶒?yàn)手段建立拉伸應(yīng)變、拉伸速率、退火溫度的控制系統(tǒng)；3)分析不同制備條件下所得高分子聚合物材料的導(dǎo)熱性能；4)總結(jié)不同條件對(duì)生成的高分子聚合物材料導(dǎo)熱性能的影響，建立數(shù)據(jù)庫(kù)；5)根據(jù)導(dǎo)熱性能的要求，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得最佳制備條件；6)利用最佳條件實(shí)際制備高分子聚合物材料，并根據(jù)材料的機(jī)械性能分析結(jié)果判斷是否滿足制備要求；采用本發(fā)明提供的方法，可實(shí)現(xiàn)有效地制備出具有高導(dǎo)熱性能的高分子聚合物材料，為工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性提供保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子聚合物材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高高分子聚合物材料導(dǎo)熱性能的制備方法。

背景技術(shù)

導(dǎo)熱材料廣泛應(yīng)用于換熱工程、采暖工程、電子信息工程等領(lǐng)域。長(zhǎng)期以來(lái)，金屬材料作為用于導(dǎo)熱材料普遍使用。金屬材料由于抗腐蝕性能差從而限制了其應(yīng)用范圍。為了提高金屬的抗腐蝕能力，工程上通常采用合金技術(shù)、防腐涂層等技術(shù)，卻大大降低了其導(dǎo)熱性能。高分子聚合物材料，與木材、金屬和硅酸鹽并稱(chēng)為世界四大材料體系，具有高韌性、耐高溫、耐腐蝕、耐極端條件等特點(diǎn)，并且具有特殊的光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)的性能，成為金屬材料的理想替代。但是，高分子聚合物材料的導(dǎo)熱系數(shù)小，要拓展其在導(dǎo)熱領(lǐng)域的應(yīng)用，提高導(dǎo)熱性能是關(guān)鍵。

傳統(tǒng)的提高高分子聚合物導(dǎo)熱性能的方法主要集中于復(fù)合材料，即摻入金屬納米顆粒、碳納米管等，由于摻雜物與受入物之間的表面熱阻，此方法的導(dǎo)熱性能提高效果有限。最近的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，正常的高分子聚合物模塊具有很小的導(dǎo)熱系數(shù)(0.1～0.4W/(m·K))，而單鏈聚乙烯納米纖維作為高分子聚合物的一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單元拉直后具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到104W/(m·K)，超過(guò)了大多數(shù)純金屬材料，該方法通過(guò)改變聚乙烯鏈的排列形式，由常溫下自然團(tuán)聚的分子排布轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗蜓由斓姆肿优帕校瑥亩岣吡烁叻肿泳酆衔锊牧系膶?dǎo)熱系數(shù)，由此引出了一種改善分子鏈排序以提高高分子聚合物導(dǎo)熱率的方法。另外，研究發(fā)現(xiàn)高分子聚合物分子鏈排序受拉伸過(guò)程和退火溫度的影響，但未對(duì)制備條件對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響形成系統(tǒng)的分析。因此，針對(duì)制備具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的高分子聚合物，根據(jù)實(shí)際制備要求，簡(jiǎn)單、可靠、有效地確定符合要求的制備條件，改良高分子聚合物的實(shí)際加工和成型過(guò)程，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和有效性，是目前高導(dǎo)熱性能高分子聚合材料制備過(guò)程中需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種提高高分子聚合物材料導(dǎo)熱性能的制備方法，系統(tǒng)地總結(jié)拉伸應(yīng)變、拉伸速率、退火溫度對(duì)高分子聚合物材料導(dǎo)熱性能的影響規(guī)律，以快速獲得符合制備要求的拉伸應(yīng)變、拉伸速率和退火溫度，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和有效性。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種提高高分子聚合物材料導(dǎo)熱性能的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，建立高分子聚合物材料的基底模型；

步驟2，通過(guò)模擬或?qū)嶒?yàn)進(jìn)行不同的拉伸應(yīng)變、拉伸速率、退火溫度下高分子聚合物材料的制備過(guò)程，分析各條件下生成的高分子聚合物材料的導(dǎo)熱性能；

步驟3，根據(jù)各條件下生成的高分子聚合物材料的導(dǎo)熱性能，總結(jié)不同條件對(duì)導(dǎo)熱性能的影響規(guī)律，并建立拉伸應(yīng)變、拉伸速率、退火溫度與導(dǎo)熱性能相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)；

步驟4，根據(jù)導(dǎo)熱性能的要求，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得高分子聚合物材料制備過(guò)程的最佳拉伸應(yīng)變、拉伸速率和退火溫度；

步驟5，利用步驟4所得最佳拉伸應(yīng)變、拉伸速率和退火溫度，在對(duì)應(yīng)的實(shí)際制備系統(tǒng)中制備高分子聚合物材料，并對(duì)制得的高分子聚合物材料進(jìn)行機(jī)械性能分析，判斷是否滿足制備要求；若否，則根據(jù)步驟3中總結(jié)的影響規(guī)律，調(diào)整制備條件，進(jìn)行迭代判別，獲得滿足制備要求的高分子聚合物材料；若是，則輸出滿足要求的制備條件。