导热材料的发展

塑料自19世纪60年代问世以来，由于有着种类多，特性突出，质轻，价廉，易加工等优点，逐渐取代了木材、陶瓷、象牙、金属等材料，越来越多的进入到人们的生产生活中。但受其结构特性限制，塑料的导热系数普遍只有0.2W/m·K左右，所以一直以来塑料多用在绝热领域，直到近年来随着导热塑料的涌现才开始在散热领域有所突破。

导热塑料种类

目前提高塑料导热性能的途径有两种：一种是通过改变分子和链节结构，或者通过外力的作用改变分子和分子链的排列来获得特殊物理结构，从而提高材料的导热性能。这种方法成本高，方法复杂，所以并不常用。第二种也是现今采用最广泛的制备导热塑料的方法是通过高导热材料对聚合物进行填充，制备导热填料/聚合物复合材料。

常见填料导热系数

填充型导热塑料机理

以上这类导热填料在填充到聚合物基体中，通过微粒与微粒间的接触会形成一个三维网络，热量就可以沿着网络快速传递。这一特性决定了填充型导热塑料必须加入大量填料才能形成导热网络而显示出良好的导热性能，但与此同时，大量填料的加入也导致了导热塑料的力学性能降低和挤出生产加工困难等问题。所以目前填充型导热塑料大量的研究工作聚焦于较少损失力学性能的情况下提升材料的热导率，寻求力学性能和导热性能的平衡。

导热塑料和铝对比的优势

目前大多数热管理系统都采用铝制散热器，但导热塑料在成本、重量、环保等方面有着巨大的优势。如下表两者的对比：

塑料散热器的主要优势在于低密度及可注塑性，后处理程序简单使得整体制造成本下降。此外，导热塑料还可以与铝材相互结合，以塑包铝的形式进一步提升导热能力，得到低成本、强散热的复合结构散热器。相信随着技术的发展会制备出性能更好的导热塑料，应用到LED照明、通讯电子、航空航天、5G基站、安防等领域。