杭州师大李勇进教授实现超高填充热塑性高分子导热复合材料及其管材的生产与工业应用

高导热、强耐腐、耐磨聚合物管材可望替代金属管材用于各种热交换和能量回收领域，受到国内外学术界和工业界的长期关注。然而，现有导热聚合物复合材料的导热率低，不能满足高效热交换的使用需求。同时，填充型导热聚合物复合材料存在导热性能、力学性能和加工性能的“魔三角”关系。大量导热填料的填充虽然能够提高复合材料的导热率，但会不可避免的导致力学性能和加工性能大幅度下降，通常难以获得可以工业应用的高导热复合材料。

杭州师范大学李勇进教授与江苏新成碳合新材料科技有限公司合作，经过多年坚持不懈的努力，通过材料、设备和工艺的集成创新，实现超高填充热塑性聚合物复合材料（填充率超过70wt%）的工业制备与应用。开发材料的导热率高（管材厚度方向导热超过10W/mK）、力学性能优异（管材耐压超过3.0MPa）、质轻（密度小于1.9 g/cm³）、耐磨（摩擦系数仅为0.2）且耐化学腐蚀。超高填充导热聚合物复合材料可热塑加工，挤出各种规格的导热管材（图1）。由该导热管材制成的导热热交换设备（图2）已进入市场，并得到多家用户的肯定。

图1  超高填充聚合物导热管

图2 由导热聚合物管制备的换热器

日前，江苏省工业和信息化厅在常州市组织召开了该高导热强耐腐聚合物复合材料及其管材的新产品鉴定会。鉴定委员会由包括中国科学院院士和中国工程院院士在内的11位材料、传热、热能、能源化工等领域的著名专家组成，鉴定委员会听取了产品研制工作总结、技术总结等汇报，审阅了查新报告、检测报告、用户报告等相关资料，察看了产品和生产现场。鉴定委员会认为，该产品属国内首创，其制备技术和产品主要性能均处于国际领先水平。这一产品的投产应用将有助于实现我国热交换器行业的转型升级，为我国节能和环保产业贡献力量。同时，鉴定委员会建议加快扩大产品的应用，并持续追踪评价热交换器的工程应用性能，为高导热聚合物管的大规模应用奠定基础。