填充型導(dǎo)熱硅橡膠研究進展

張先偉，范 宏

浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院 化學(xué)工程聯(lián)合國家重點實驗室，浙江 杭州 310027

填充型導(dǎo)熱硅橡膠研究進展

張先偉，范 宏

浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院 化學(xué)工程聯(lián)合國家重點實驗室，浙江 杭州 310027

介紹了填充型導(dǎo)熱硅橡膠的特點、填料類型和制備工藝，闡述了硅橡膠的導(dǎo)熱機理并歸納總結(jié)了相關(guān)模型及其適用范圍；綜述了近年來國內(nèi)外學(xué)者在填充型導(dǎo)熱硅橡膠復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與導(dǎo)熱性能改善方法上的研究，并針對當(dāng)前該領(lǐng)域的研究熱點和存在問題，提出了進一步改進的思路。

導(dǎo)熱硅橡膠 制備工藝 填料 模型 機理 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

硅橡膠獨特的有機-無機雜化分子結(jié)構(gòu)（如圖1所示），賦予了其優(yōu)于傳統(tǒng)橡膠的諸多性能，如耐高低溫、低玻璃化溫度、耐候、耐磨、電絕緣、阻燃、高化學(xué)穩(wěn)定性及生理惰性等[1-3]。自20世紀(jì)40年代商業(yè)化以來，硅橡膠已被廣泛用于航空航天、國防軍工、汽車、建筑、電子電器、醫(yī)療和食品加工等各個行業(yè)[2,3]。近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的進步，人們對高性能導(dǎo)熱彈性體的要求越來越高，如：高性能電子產(chǎn)品的密封件既要具備優(yōu)良的散熱和絕緣效果，又要防潮防塵防震；化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)和廢水處理等領(lǐng)域要求熱交換器墊圈同時擁有良好的導(dǎo)熱、耐高溫和耐化學(xué)腐蝕等性能[4]；渦輪增壓器空氣管道及回油管道柔性接頭的使用溫度高達 205 ℃，通用橡膠難以承受等。導(dǎo)熱硅橡膠具有優(yōu)良的散熱、減震、耐化學(xué)腐蝕性和較寬的使用溫度（-90～250 ℃），能在極限和苛刻環(huán)境中保持彈性和使用穩(wěn)定性，非常適合電子、電器、汽車和儀表等行業(yè)的彈性粘接、定位、散熱、絕緣及密封使用[5]，因而在導(dǎo)熱材料使用領(lǐng)域備受關(guān)注。

圖1 硅橡膠主鏈結(jié)構(gòu)Fig.1 Main-chain structure of silicone rubber

導(dǎo)熱硅橡膠分為本征型和填充型兩類。普通硅橡膠的導(dǎo)熱系數(shù)雖然高于傳統(tǒng)合成橡膠，但導(dǎo)熱性能仍然較差，只有0.2 W/(m·K)左右[6]。與在硅橡膠合成或加工過程中改變分子和鏈節(jié)結(jié)構(gòu)以獲得較好導(dǎo)熱性能的本征型導(dǎo)熱橡膠制備技術(shù)相比，采用填充方式制備高導(dǎo)熱硅橡膠在技術(shù)上更易實施[7]。填充型導(dǎo)熱硅橡膠不僅保持了硅橡膠自身的性能優(yōu)勢，還具有導(dǎo)熱性能優(yōu)良、生產(chǎn)工藝和配方易調(diào)控、產(chǎn)品切換成本低和適合工業(yè)化生產(chǎn)等特點。本工作針對填充型硅橡膠的基本制備工藝、導(dǎo)熱機理與模型以及導(dǎo)熱性能強化途徑等方面進行綜述。

1 基本制備工藝

硅橡膠自身分子鏈非常柔順，分子間相互作用力較弱，導(dǎo)致其抗拉和抗撕裂等力學(xué)性能較傳統(tǒng)合成橡膠差，需通過填料補強來提高性能。填料填充是目前制備高性能硅橡膠復(fù)合材料的主要途徑，合適的填料在改善硅橡膠力學(xué)性能和降低成本的同時，還可顯著強化硅橡膠在電、熱和磁等方面的特殊功能[8,9]。填充型導(dǎo)熱硅橡膠主要由硅橡膠基體、補強及導(dǎo)熱填料和硫化劑等組成，加工過程中還會經(jīng)常使用各種改善性能的其他助劑，如降低粘度和增加流動性的稀釋劑（硅油，有機溶劑等），硫化促進劑，結(jié)構(gòu)控制劑（含有羥基或硼原子的低分子有機硅化合物），增塑劑和交聯(lián)改性劑等。硅橡膠基體主要有二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠、氟硅橡膠和氰硅橡膠等類型，其中以甲基乙烯基硅橡膠的使用和研究最為廣泛。按硫化機理可分為熱硫化型（過氧化物引發(fā)自由基交聯(lián)）、縮聚反應(yīng)型及加成反應(yīng)型，常用硫化劑包括過氧化物類（如過氧化二異丙苯，過氧化二叔丁基等）和硅氫加成類（如鉑化合物，鉑-烯烴配合物等）。補強填料最常用的是各種白炭黑，天然硅酸鹽也可作為半補強填料使用。導(dǎo)熱填料則是對復(fù)合材料導(dǎo)熱性能起主要貢獻作用的組分，導(dǎo)熱填料及其在基體中的分散和復(fù)合方式對硅橡膠導(dǎo)熱性能的影響一直是國內(nèi)外導(dǎo)熱硅橡膠領(lǐng)域的研究熱點。

在硅橡膠基體中添加的高導(dǎo)熱填料一般為具有自由電子或結(jié)晶完整能振動產(chǎn)生聲子的固體，包括金屬（如Ag，Cu，Al和Fe）、固體氧化物（如BeO，MgO，Al2O3，SiO2和TiO2）、氮化物（如AlN，BN和Si3N4）、碳化物（如SiC）、碳類（如石墨、石墨烯、金剛石和碳納米管）及混合填料[8,9,10]。部分導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱系數(shù)（λ）如表1所示。金屬類填料一般用于絕緣性要求不高的場合，其中Ag的導(dǎo)熱系數(shù)最高，但價格較貴，一般用于特殊環(huán)境下關(guān)鍵部位的零部件。Al的導(dǎo)熱系數(shù)相對較高，且密度小，性價比高，通常作為金屬導(dǎo)熱填料中的首選。雖然金屬是熱的優(yōu)良導(dǎo)體，但金屬粉末與聚合物之間相容性差，分散困難，不利于形成導(dǎo)熱通道，且添加量較大時對復(fù)合材料力學(xué)性能破壞較大，其應(yīng)用受到了限制。相比之下，金屬氧化物分散性較好，其中Al2O3因性價比高而應(yīng)用最為廣泛，BeO由于其高毒性一般只用于特殊場合，MgO因易吸潮而不能大量使用，SiO2多以晶體和氣相形式作導(dǎo)熱填料。SiC中碳雜質(zhì)較多，一般不用于絕緣場合。氮化物中，Si3N4高溫抗氧化性、抗熱沖擊和耐腐燭性好，AlN則具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)和低熱膨脹系數(shù)，但易吸潮、增粘且價格較貴。碳類導(dǎo)熱填料的應(yīng)用比較廣泛，特別是近年來石墨烯和碳納米管等新型高導(dǎo)熱填料的引入，進一步擴大了其在導(dǎo)熱硅橡膠領(lǐng)域的應(yīng)用[10-14]。

表1 部分材料的導(dǎo)熱系數(shù)[4,5,15,16]Table 1 Thermal conductivity of some materials

目前硅橡膠復(fù)合材料常用的加工方式有熔體混合法、開煉法、溶液法和粉末共混法[5,17,18]。熔體混合法即直接熔融共混和硫化；開煉法包括塑煉、混煉和硫化3個步驟；溶液法先將硅橡膠生膠溶入適當(dāng)溶劑，再與填料均勻混合，然后除去溶劑，模壓或擠出成型后硫化；粉末共混法要求填料和基體均粉末化，在高速攪拌下混合均勻后再進行后續(xù)操作。幾種加工方法中，熔體混合法最為簡單，但所制備的填充硅橡膠基體與填料之間混合不均勻，而且界面結(jié)合較差，性能往往不佳。開煉法應(yīng)用最為廣泛，可規(guī)?；a(chǎn)；溶液法消耗大量溶劑，且要求溶劑能溶解硅橡膠，難以工業(yè)化；粉末共混有利于將填料顆粒包裹在基體中，通過填料顆粒間接觸形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)來提高導(dǎo)熱性能，此法受復(fù)合材料的加工性能影響較小。就提高導(dǎo)熱系數(shù)而言，溶液法和粉末共混法能有效地提高填料在硅橡膠體系中分散效果，對導(dǎo)熱系數(shù)提高作用最明顯。

2 導(dǎo)熱機理與理論模型

高分子聚合物的熱傳導(dǎo)主要通過晶格振動和分子鏈振動來實現(xiàn)，聲子是主要熱能載體[19]。對于填料而言，金屬填料通過電子導(dǎo)熱，非金屬填料主要依靠聲子導(dǎo)熱。填充型導(dǎo)熱硅橡膠最終的導(dǎo)熱性能取決于硅橡膠基體、導(dǎo)熱填料及其在基體中的分散狀態(tài)。填料的形貌、含量和堆積狀態(tài)，硅橡膠的混煉和硫化方法等都會影響復(fù)合材料最終的導(dǎo)熱性能。導(dǎo)熱填料不論以粉末，片狀還是纖維形式填充，只有同時滿足以下兩個條件時才能有效地提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性（如圖2所示）：1）填料量達到某一臨界值后，填料間相互接觸形成導(dǎo)熱通道和網(wǎng)鏈；2）熱流方向與導(dǎo)熱網(wǎng)鏈取向平行。

圖2 填料填充量對導(dǎo)熱網(wǎng)鏈的影響[16,20,21]Fig.2 Effect of filling content of fillers on thermal conductive network chains

國內(nèi)外有關(guān)填充型聚合物的導(dǎo)熱模型（見表2）研究多建立在最小熱阻法、均勻化法和熱阻網(wǎng)絡(luò)法等理論的基礎(chǔ)上，如：可預(yù)測球形粒子填充的 Maxwell-Eucken模型[22]、Bruggeman模型[23,24]和Baschirow-Selenew模型[25]；預(yù)測橢球形粒子填充的 Fricke模型[24,26]；預(yù)測纖維填充的 Springer-Tasi模型[27]、Rayleigh模型[28]和Halpin-Tsai模型[29]；預(yù)測方形粒子填充的Russell模型[30]以及適合片狀填料的Hatta模型[31]。隨著導(dǎo)熱模型的發(fā)展，越來越多的研究者試圖將導(dǎo)熱模型的適用性推廣，以實現(xiàn)對更多填料種類和基體、更廣填充量范圍的復(fù)雜導(dǎo)熱體系的有效預(yù)測，如考慮聚合物形態(tài)和纖維尺寸的Agari模型[32,33]，提高填充量的Zhou模型[34]，考慮粒子形態(tài)的Hamilton-Crosser模型[35]，同時適用于球形填料和纖維填充的Cheng-vachon模型[36]，考慮界面熱阻和較高填充量的Every模型[37]，考慮粒子形狀、粒子在體系中的聚集類型和取向方式的 Nielsen-Lewis模型[38]以及適合多相復(fù)雜填充體系的Agari模型[39]。王家俊[40]在改進前人模型的基礎(chǔ)上提出了考慮粒子形狀和界面熱阻因素、適用全范圍粒子含量的復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)方程；適用于全范圍粒子含量、粒子形狀不規(guī)則且不存在界面熱阻的方程以及考慮粒子形狀和界面熱阻的低填充量方程。

表2 填充型復(fù)合材料導(dǎo)熱模型Table 2 Models for predicting the thermal conductivities of filled polymers

續(xù)表2

總體來看，以上模型多為經(jīng)驗或半經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，均有其適用體系，普適性高的較少且很難做到準(zhǔn)確預(yù)測。硅橡膠導(dǎo)熱體系在制備過程中涉及硫化等操作，硫化方式的選擇和過程控制對粒子的分散效果也會產(chǎn)生影響。體系的復(fù)雜化要求填充型硅橡膠在模型選擇時需綜合具體參數(shù)和條件，合理借鑒和優(yōu)化。

3 導(dǎo)熱性能強化途徑

聚合物的結(jié)構(gòu)決定其性能，進而決定其用途，因此硅橡膠導(dǎo)熱性能的強化應(yīng)從其結(jié)構(gòu)組成的優(yōu)化入手（如圖3所示）。由于填充型導(dǎo)熱硅橡膠各組分中，導(dǎo)熱填料對材料導(dǎo)熱性能起主要貢獻作用，目前國內(nèi)外相關(guān)研究主要通過使用高導(dǎo)熱系數(shù)或特殊形貌填料、填料表面處理以及改進加工工藝等途徑優(yōu)化填充型硅橡膠的結(jié)構(gòu)，強化其導(dǎo)熱等性能。

圖3 填充型導(dǎo)熱硅橡膠結(jié)構(gòu)-性能-應(yīng)用關(guān)系Fig.3 Structure-property-application relationship of filled silicone rubber

3.1 使用高導(dǎo)熱系數(shù)或特殊形貌填料

使用導(dǎo)熱系數(shù)較高的新型填料是有效提高填充硅橡膠導(dǎo)熱性能的常用方法。三維結(jié)構(gòu)碳纖維[42]，石墨烯和碳納米管等新型材料及其修飾產(chǎn)品可以作為優(yōu)良的導(dǎo)熱填料[11-14]。這些填料不僅易于在硅橡膠基體中形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，顯著提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)，還能大幅度提高材料的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。Gan等[43]研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯納米帶能夠有效地改善硅橡膠的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，填充量為2.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，硅橡膠拉伸強度和楊氏模量分別增加67%和93%。Pradhan等[44]使用多壁碳納米管和石墨烯共同填充硅橡膠，填充量為0.75%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，即可使復(fù)合材料的拉伸強度和楊氏模量分別提高110%和137%，熱失重分析顯示材料熱穩(wěn)定性最高可提高150 ℃。曾尤等[11]報道了一種含石墨烯的高導(dǎo)熱硅橡膠復(fù)合材料的制備方法。復(fù)合材料由硅橡膠基體、導(dǎo)熱填料和硫化劑在室溫下混煉，經(jīng)平板硫化機熱壓成型以及兩次硫化制得，其導(dǎo)熱系數(shù)可達1.5 W/(m·K)。Liu等[12]采用研磨法來提高未經(jīng)純化的碳納米管（CNTs）在硅橡膠基體中的分散性，復(fù)合材料中的 CNTs 雖然取向無規(guī)，但仍能明顯改善材料的導(dǎo)熱性能，填充量為3.8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，導(dǎo)熱系數(shù)可提高65%。

另外，采用超細化[45,46]和高取向化[4,13,47]等方式處理過的具有特殊形貌的填料也可有效地提高材料的導(dǎo)熱系數(shù)。Sim等[45]分別使用微米級Al2O3和ZnO作為硅橡膠的導(dǎo)熱填料，發(fā)現(xiàn)隨著填充量的增加（體積分?jǐn)?shù)1%～12%），復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)逐漸增加，熱膨脹系數(shù)（CTE）逐漸降低，填充量為10%左右即達滲透閾值。Kong等[46]比較了納米BN、納米Si3N4和納米金剛石（DN）對硅橡膠復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響，發(fā)現(xiàn)相同填充量下BN的改善效果最佳，但BN的填充量高于體積分?jǐn)?shù)1.5%時，材料的力學(xué)性能開始變差；納米Si3N4/硅橡膠則具有較好的熱穩(wěn)定性，且殘?zhí)苛颗c填充量成正相關(guān)，分析認(rèn)為這與理化交聯(lián)點的形成有關(guān)。

日本名古屋工業(yè)技術(shù)研究所等機構(gòu)研究人員在粒徑小于1 μm 的SiN粉體中添加種晶粒子（直徑約1 μm，長度3～4 μm）并使其取向排列制成纖維狀氮化硅結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)熱陶瓷（長約100 μm），該填料在結(jié)構(gòu)取向方向上的導(dǎo)熱系數(shù)比普通SiN提高了兩倍[4]。Huang等[13]通過“原位注塑”法制備了高取向碳納米管（CNT）/硅橡膠復(fù)合膜，其導(dǎo)熱效果顯著優(yōu)于無規(guī)CNT分散的硅橡膠復(fù)合膜（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的填充量下，后者的導(dǎo)熱系數(shù)僅為前者的4.6%），且較低的填充量即可有效改善硅橡膠的導(dǎo)熱性能（體積分?jǐn)?shù)為0.4%填充量即可提高1.2～2.8倍）。趙超越等[47]報道的通過電場作用使導(dǎo)熱填料在聚合物中規(guī)整排列制備低填充量高導(dǎo)熱系數(shù)聚合物復(fù)合材料的方法，也具有一定的借鑒意義。

3.2 填料表面處理

對填料表面進行改性，提高填料與硅橡膠相界面間的接觸面積和結(jié)合力，能夠增加填料-基體相容性，降低界面熱阻，提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)[14,48-51]。目前常用的處理方法包括硅烷偶聯(lián)劑處理、酸堿化學(xué)試劑處理和包埋處理（如形成陶瓷化覆蓋層）等。潘大海等[48]考察了不同類型硅烷偶聯(lián)劑對剛玉粉的表面改性，發(fā)現(xiàn)經(jīng)表面處理的剛玉粉填充的室溫硫化硅橡膠基料的黏度有所下降，導(dǎo)熱性能有一定的提高。Liu等[14]使用經(jīng)濃硫酸處理的多壁碳納米管填充硅橡膠，結(jié)果顯示，經(jīng)過適當(dāng)時間處理的CNTs可以改善復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)，但處理時間過長會破壞CNTs結(jié)構(gòu)，從而影響導(dǎo)熱系數(shù)。Chiu等[49]在AlN表面浸涂聚硅氮烷，經(jīng)升溫濕氣交聯(lián)得到SiONC結(jié)構(gòu)包埋的AlN粒子，再進一步高溫縮合可得SiOC陶瓷包埋產(chǎn)物。研究發(fā)現(xiàn)包埋處理工藝不會影響AlN結(jié)晶度，并且粒子表面有光滑薄膜形成（SiOC/AlN的表面粗糙度降低），復(fù)合后材料氣孔減少，導(dǎo)熱性能也得到了改善。Chiu等[50,51]還研究了熱解氛圍、熱解溫度和填充量等對SiONC/AlN/硅橡膠和SiOC/AlN/硅橡膠形態(tài)與導(dǎo)熱性能的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)空氣或NH3氛圍處理的AlN填料表面更加平滑，界面聲子散射作用減弱，復(fù)合材料導(dǎo)熱性更好。

3.3 優(yōu)化制備工藝

優(yōu)化加工工藝，增加粒子堆積密度，改善填料在硅橡膠基體中的分散和堆積方式，也是提高填充硅橡膠導(dǎo)熱等性能的有效途徑。如填料與基體間的復(fù)合采用溶液混合代替直接混煉[18]；將不同粒徑或種類的粒子進行尺寸優(yōu)化復(fù)配，使填料間形成最大堆砌度[52-55]；使用外界定向拉伸或模壓等方式提高導(dǎo)熱網(wǎng)鏈的形成效率，借助場力和模具等提高填料在基體中的取向[13,47]；另外，材料成型過程中的溫度和壓力等參數(shù)以及助劑的選擇和加料順序都會影響最終復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。

使用一系列不同粒徑的填料或多種填料混合填充，是提高填料堆砌密度和填充量常用的方法。Cumberland等[52]提出的二元填充理論可以計算兩種球形粒徑同時填充高分子基體的理想最大填充體積。理論上認(rèn)為填料粒徑比越大，堆積體積越大（最高可達87.0 %），且各種粒徑比下小粒徑含量占26.5%時，堆積體積最大。Zhou等[53]研究了不同粒徑的Al2O3混合填充硅橡膠，發(fā)現(xiàn)兩種粒徑的Al2O3混合使用更能夠改善復(fù)合材料導(dǎo)熱性和拉伸強度，降低介電常數(shù)。當(dāng)總填充體積一定時，小粒徑Al2O3占填料總體積20%～35%時，綜合效果最佳。朱琳等[54]報道了使用微納米混合填料填充液體硅橡膠制備導(dǎo)熱復(fù)合材料的例子。所用納米級纖維狀導(dǎo)熱填料包括碳納米管和電紡金屬納米絲等，微米級導(dǎo)熱顆粒有Al2O3，ZnO，Si3N4，AlN，SiC和BN 等，研究發(fā)現(xiàn)，電紡金屬納米絲和SiC組合的效果最佳。周文英等[55]研究顯示，大小粒子以最佳比例混合填充硅橡膠可獲得較高導(dǎo)熱系數(shù)復(fù)合材料，利用SiC晶須和Si3N4粒子的協(xié)同效應(yīng)可在較低填充量下獲得較高導(dǎo)熱系數(shù)的填充硅橡膠。

近年來，溶液插層法備受研究者歡迎，該方法先將硅橡膠生膠溶解或溶脹于適當(dāng)溶劑，采用超聲或高速攪拌等外力作用，或在溶劑沸騰回流體系中滴加填料懸浮液等方式使填料均勻分散在混合體系中，再經(jīng)溶劑去除、混煉和硫化等步驟制備導(dǎo)熱硅橡膠復(fù)合材料。Mu等[18]認(rèn)為，相較于直接混煉，溶液插層法更能有效限制聚二甲基硅氧烷（PDMS）鏈段的柔順性，增加材料儲能模量，同時分散性的改善，會增加填料的實際比表面積，有利于形成導(dǎo)熱通道，提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)。溶液插層法效果雖好，但插入量有限，仍需改進。

4 結(jié)論與展望

隨著導(dǎo)熱硅橡膠應(yīng)用范圍的擴大和用量的增加以及人們對其綜合性能要求的提高，開發(fā)新型高導(dǎo)熱低成本的導(dǎo)熱硅橡膠復(fù)合材料成為不可阻擋的趨勢。當(dāng)前有關(guān)填充型導(dǎo)熱硅橡膠的研究主要集中在以下幾個方面：（1）構(gòu)建新的導(dǎo)熱模型，多為在傳統(tǒng)經(jīng)驗或半經(jīng)驗?zāi)Ｐ突A(chǔ)上的拓展；（2）開發(fā)新型高導(dǎo)熱填料，擴大已開發(fā)導(dǎo)熱填料在硅橡膠領(lǐng)域中的應(yīng)用；（3）使用新的填料處理方法，進一步降低基體與填料間的界面熱阻；（4）優(yōu)化加工工藝，提高粒子堆砌密度以及與基體間的分散效果和相容性。目前存在的問題以及可以改進的有：（1）導(dǎo)熱理論尚不完善，導(dǎo)熱模型仍然沒有擺脫經(jīng)驗或半經(jīng)驗公式的束縛，缺乏機理上的深入探究，模型普適性和預(yù)測準(zhǔn)確性有待提高，以適應(yīng)更為復(fù)雜的填充體系；（2）硅橡膠基體的改性和結(jié)構(gòu)設(shè)計同填料的選擇與修飾相結(jié)合的研究有望加強，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系有待深入研究；（3）高效的復(fù)合方式和工藝仍需進一步探索，相容性問題特別是納米填料的分散性問題尚未得到非常滿意的解決，原位插層聚合等復(fù)合材料新工藝在導(dǎo)熱硅橡膠領(lǐng)域的應(yīng)用研究較少；（4）在顯著改善復(fù)合材料導(dǎo)熱性的同時，如何兼顧材料的力學(xué)、抗熱疲勞、使用穩(wěn)定性以及成本等性能和因素，制備綜合性能優(yōu)越的高導(dǎo)熱硅橡膠復(fù)合材料，仍然需要更多的努力。

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Research Progress in Filled Thermal Conductive Silicone Rubbers

Zhang Xianwei, Fan Hong
State Key Laboratory of Chemical Engineering, Institute of Polymerization and Polymer Engineering, College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China

Material features, effect of filler types on properties, preparation methods and heat transfer mechanism of thermal conductive silicone rubber were introduced. The related thermal conductive models and their application conditions were summarized. Recent approaches on thermal conductivity reinforcement of filled silicone rubber were reviewed as well. Finally, the current research focuses, existing problems, and improving directions were discussed.

thermal conductive silicone rubber; preparation method; filler; model; mechanism; structure optimization

TQ333.93

A

1001—7631 ( 2015 ) 06—0566—010

2015-03-31；

2015-10-20。

張先偉（1990—），男，博士研究生；范 宏（1963—），男，教授，通訊聯(lián)系人。E-mail: hfan@zju.edu.cn。

浙江省科技廳有機硅創(chuàng)新團隊項目（2009R50016）。