[发明专利]一种提高高分子聚合物材料导热性能的制备方法

说明书

本发明属于高分子聚合物材料技术领域，特别涉及一种提高高分子聚合物材料导热性能的制备方法，包括以下步骤：1)通过模拟或实验手段建立高分子聚合物材料的基底；2)通过模拟或实验手段建立拉伸应变、拉伸速率、退火温度的控制系统；3)分析不同制备条件下所得高分子聚合物材料的导热性能；4)总结不同条件对生成的高分子聚合物材料导热性能的影响，建立数据库；5)根据导热性能的要求，调用数据库，获得最佳制备条件；6)利用最佳条件实际制备高分子聚合物材料，并根据材料的机械性能分析结果判断是否满足制备要求；采用本发明提供的方法，可实现有效地制备出具有高导热性能的高分子聚合物材料，为工业生产的经济性提供保障。

技术领域

本发明属于高分子聚合物材料技术领域，特别涉及一种提高高分子聚合物材料导热性能的制备方法。

背景技术

导热材料广泛应用于换热工程、采暖工程、电子信息工程等领域。长期以来，金属材料作为用于导热材料普遍使用。金属材料由于抗腐蚀性能差从而限制了其应用范围。为了提高金属的抗腐蚀能力，工程上通常采用合金技术、防腐涂层等技术，却大大降低了其导热性能。高分子聚合物材料，与木材、金属和硅酸盐并称为世界四大材料体系，具有高韧性、耐高温、耐腐蚀、耐极端条件等特点，并且具有特殊的光学、电学和磁学的性能，成为金属材料的理想替代。但是，高分子聚合物材料的导热系数小，要拓展其在导热领域的应用，提高导热性能是关键。

传统的提高高分子聚合物导热性能的方法主要集中于复合材料，即掺入金属纳米颗粒、碳纳米管等，由于掺杂物与受入物之间的表面热阻，此方法的导热性能提高效果有限。最近的实验研究发现，正常的高分子聚合物模块具有很小的导热系数(0.1～0.4W/(m·K))，而单链聚乙烯纳米纤维作为高分子聚合物的一种基础结构单元拉直后具有很高的导热系数达到104W/(m·K)，超过了大多数纯金属材料，该方法通过改变聚乙烯链的排列形式，由常温下自然团聚的分子排布转变为单向延伸的分子排列，从而提高了高分子聚合物材料的导热系数，由此引出了一种改善分子链排序以提高高分子聚合物导热率的方法。另外，研究发现高分子聚合物分子链排序受拉伸过程和退火温度的影响，但未对制备条件对导热系数的影响形成系统的分析。因此，针对制备具有较高导热系数的高分子聚合物，根据实际制备要求，简单、可靠、有效地确定符合要求的制备条件，改良高分子聚合物的实际加工和成型过程，提高生产的经济性和有效性，是目前高导热性能高分子聚合材料制备过程中需要解决的问题。

发明内容

本发明解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种提高高分子聚合物材料导热性能的制备方法，系统地总结拉伸应变、拉伸速率、退火温度对高分子聚合物材料导热性能的影响规律，以快速获得符合制备要求的拉伸应变、拉伸速率和退火温度，提高生产的经济性和有效性。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种提高高分子聚合物材料导热性能的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，建立高分子聚合物材料的基底模型；

步骤2，通过模拟或实验进行不同的拉伸应变、拉伸速率、退火温度下高分子聚合物材料的制备过程，分析各条件下生成的高分子聚合物材料的导热性能；

步骤3，根据各条件下生成的高分子聚合物材料的导热性能，总结不同条件对导热性能的影响规律，并建立拉伸应变、拉伸速率、退火温度与导热性能相对应的数据库；

步骤4，根据导热性能的要求，调用数据库，获得高分子聚合物材料制备过程的最佳拉伸应变、拉伸速率和退火温度；

步骤5，利用步骤4所得最佳拉伸应变、拉伸速率和退火温度，在对应的实际制备系统中制备高分子聚合物材料，并对制得的高分子聚合物材料进行机械性能分析，判断是否满足制备要求；若否，则根据步骤3中总结的影响规律，调整制备条件，进行迭代判别，获得满足制备要求的高分子聚合物材料；若是，则输出满足要求的制备条件。