Hochwärmeleitfähige Polymer-Compounds

Nach dem aktuellen Stand der Technik werden warmeleitfahige thermoplastische Compounds vermehrt fur Bauteile mit Entwarmungsaufgaben eingesetzt und haben somit metallische Bauteile zum Teil verdrangt. Einsatzbereiche finden sich in der Elektronik, Mechatronik aber auch in technischen Teilen in der Automobilindustrie, da bspw. die Verarbeitbarkeit im Spritzgiesverfahren mehr Freiheiten bei der Formgebung ermoglicht. Weiterhin besitzen warmeleitfahige Kunststoff-Compounds gegenuber metallischen Materialien eine wesentlich geringere Dichte und sie erlauben eine gezielte Einstellung der Materialeigenschaften durch die Variation der Fullstoffe und des Fullstoffanteils. Als Fullstoffe fur warmeleitfahige Kunststoffe haben sich organi-sche Fullstoffe (z.B. Graphit), metallische Fullstoffe (z.B. Kupfer) und keramische Fullstoffe (z.B. Bornitrid) durchgesetzt. Die Warmeleitfahigkeitswerte von kommerziell erhaltlichen Compounds liegen laut den Herstellerangaben zwischen 1 W/mK und 20 W/mK und somit um den Faktor 10 bis 100 uber dem von ungefullten Polymeren. Diese Werte konnten jedoch im Rahmen der hier vorgestellten Untersuchungen auf bis zu 30 W/mK gesteigert werden. Zum Erreichen solch hoher thermischen Leitfahigkeiten wurden bis zu 80 Gew.% an Fullstoffen in verschiedene Polymere eingebracht. Mittels einer Vielzahl an Versuchsreihen wurden neben der Warmeleitfahigkeit auch der Einfluss auf die mechanischen Kennwerte sowie die Verarbeitbarkeit der Materialien im Extrusions- und Spritzgiesprozess betrachtet. Durch den Spritzgiesprozess kommt es bei gefullten Compounds zur einer stromungsinduzierten Orientierung der Fullstoffpartikel im Bauteil. Mittels Raster-Elektronen- Mikroskop-Aufnahmen von verschiedenen Probekorpern konnte eine anisotrope Schichtstruktur nachgewiesen werden, die die Warmeleitfahigkeit signifikant beeinflusst und eine Differenzierung der Warmeleitfahigkeit in „through-plane“ und „in-plane“-Richtung erfordert.