【摘要】:影响聚合物的导热性能的因素有很多,主要是聚合物中极性基团的多少和极性基团的偶化程度,大多数组成高聚物的分子链都是不对称的,振动只能在原子、基团或链接中产生;热导率对温度也有一定的依赖,随温度升高,会发生更多基团的或链接的振动,材料的导热性能也增加。此外,分子内部的结合程度也对导热性有一定的影响,它除了本身的紧密结合外,也可用于外部的定向拉伸和模压以提高热导率。对于部分结晶聚合物,有
相比金属和无机材料而言,高聚物通常为饱和体系,几乎没有自由电子,热传导主要载体是声子。声子理论认为,声子的传热过程与声子的平均自由程有关,平均自由程又由晶格的有序性、晶体中杂质和缺陷共同确定。而高聚物分子链的无规则缠绕和相对较高的分子质量,使得其不能完全结晶;同时,相对分子质量的分散性和分子大小不完全相同,也使聚合物难以形成完整的晶格;加之振动对声子的散射作用,导致聚合物材料的热导率比非金属低很多,成为热的不良导体。
影响聚合物的导热性能的因素有很多,主要是聚合物中极性基团的多少和极性基团的偶化程度,大多数组成高聚物的分子链都是不对称的,振动只能在原子、基团或链接中产生;热导率对温度也有一定的依赖,随温度升高,会发生更多基团的或链接的振动,材料的导热性能也增加。此外,分子内部的结合程度也对导热性有一定的影响,它除了本身的紧密结合外,也可用于外部的定向拉伸和模压以提高热导率。
室温(298K)下,固体聚合物的热导率可用下列经验公式近似计算:
式中 λ——热导率[W/(m·℃)];
ρ——聚合物材料的密度(×103Kg/m3);
A0=M0/n0——相对原子质量平均值,M0为重复单元相对分子质量,n0为重复单元中的原子数。
由文献[66]得出非晶聚合物热导率为:
对固体聚合物,有(www.daowen.com)
式中 U和V——可加和性函数;
V——摩尔体积;
U——摩尔声速函数。
可加和性函数,即物质的许多性质可表示为每摩尔物质性质可以用原子、基团或键的贡献来计算。
对于100%结晶聚合物,有
式中,C=210。
对于部分结晶聚合物,有
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