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NEC开发出导热性比不锈钢还高的新型生物塑料

日期:2010年10月10日 16:34
NEC公司开发出了一种由植物基材料和碳纤维组成的全新种类生物塑料,实现了导热性能比不锈钢的还要高。该创新生物塑料不但解决了传统的放热问题,还有望加工成更为环境友好的电子产品。 新型生物塑料特点说明如下: 在聚乳酸中使用特殊的粘合剂,生成碳纤维的交联结构的聚乳酸生物塑料(虽然这种塑料和所有大量生产的有机塑料一样,具有最好的耐热性能和强度,但是它的性能还不能适合在电子设备中使用)。这种树脂达到了很高的热扩散性能(具有10%或者30%含量的碳纤维,新的生物塑料复合材料的热扩散能力就能比得上或者是不锈钢的两倍)。这就使得聚乳酸树脂板材平面方向上具有良好的导热能力,按照惯例来说,这是在金属板上很难达到的一个性能。 因为包括粘合剂在内,该复合材料主要是由生物质为基础的成分组成,是非常环境友好的材料(不包括碳纤维等无机成分在内,物质比例超过90%)。 复合材料的强度和模塑能力已经从根本上验证可以用于电子产品。 NEC公司新开发的生物塑料复合材料,在电子产品的外壳上容易将高温电子零部件上产生的热量通过整个外壳表面释放掉,让零部件附近的外壳温度上上升幅度降下来。 最近,小尺寸的电子产品,如移动电话和个人计算机等,由于电子零部件产生的热量增加,常常会遇到散热问题。但是风扇、散热片等常规的散热设备很难和变得越来越小的产品组合到一起。 导热金属在电子产品外壳上的使用被认为是替代塑料,用来提高散热性的一种方法,然而在金属板厚度方向上的热传导能力太高,会导致高温零部件附近的外壳温度部分或者迅速提高,给用户带来不必要的担忧。. 已经尝试着使用导热塑料,试图从整个外壳释放热量。但是,早期的导热塑料有较低的模塑能力以及高密度和高成本的缺点,因为它们含有大量(超过50%)导热填料,如纤维或者来自碳和金属的粒子。因此之后一直在长期寻找一种新型导热材料希望能解决这一问题。 然而在另一方面,由可再生植物来源制造的生物塑料,包括聚乳酸在内作为一种环境友好的材料一直在备受不断增加的关注,并且现在开始用于电子产品。但是聚乳酸和目前的石油基塑料一样具有低导热性能,并且它的许多实用性能还不如石油基塑料。 NEC一直在研究如何解决这些生物塑料的问题并且已经成功开发出一种洋麻(洋麻比其它任何植物长的都快,速度快出3到9倍)。然而,洋麻纤维传统上一直被作为取代现有材料,如纸纤维和动物饲料使用,并且它的潜力在过去一直没有被开发。纤维增强的聚乳酸复合材料实现了高耐热及强度。此外,复合材料已经被NEC用于商业化的移动电话。另外,NEC也发现了如何向聚乳酸中加入阻燃剂(不使用毒性的阻燃剂)和形状记忆材料。 具有很高导热能力的新型生物塑料在新技术条件下,可以和一种特殊的生物质粘合剂进行碳纤维交联,这都在NEC的基础和环境研究实验室得以实现。 NEC将致力于开发这些技术,希望能在2009年3月实现大量生产。之后它将开始在电子产品外壳上使用这些复合材料,并且寻找新的应用领域。

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