我們都知道高分子材料多為絕緣體，它的耐化學(xué)腐蝕性及加工工藝性能優(yōu)良，但多為熱的不良導(dǎo)體，所以這里就需要用到導(dǎo)熱填料，如今導(dǎo)熱填料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但多種類型各有優(yōu)劣，有的性能優(yōu)異但價(jià)格昂貴，有的導(dǎo)熱率好但使用要求高，有的導(dǎo)熱性一般但在非高端領(lǐng)域有一定的市場(chǎng)，那么當(dāng)前市場(chǎng)上最具性價(jià)比的導(dǎo)熱填料在哪里找呢？

性價(jià)比之選：氧化物填料

常用的導(dǎo)熱填料一般分為氮化物填料、氧化物填料、碳化物填料及混雜填料，其粒徑大小、微觀表面形態(tài)、表面處理、添加量和復(fù)合方式都對(duì)導(dǎo)熱高分子材料的熱導(dǎo)率有一定的影響。

氧化物填料主要以與氮化物混雜的方式填充絕緣高分子材料，從而可以提高材料的熱導(dǎo)率，保持穩(wěn)定的電性能，降低生產(chǎn)成本。

常見(jiàn)氧化物填料導(dǎo)熱系數(shù)如下表所示：

綜合制作工藝、生產(chǎn)成本、導(dǎo)熱性能等因素，市場(chǎng)上應(yīng)用較廣的氧化物填料主要為氧化鋁（A1₂O₃）、氧化鎂（MgO）、氧化鋅（ZnO），它們具有一定的導(dǎo)熱能力，電絕緣性能優(yōu)良。

針狀氧化鋁的價(jià)格低，但填充量小，在液體硅膠中，普通針狀氧化鋁的最大添加量一般為300份左右，因此所得產(chǎn)品的熱導(dǎo)率有限。而球形氧化鋁的填充量大，在液體硅膠中其最大添加量達(dá)到600~800份，所得制品的熱導(dǎo)率高，同時(shí)價(jià)格較高，但低于氮化硼和氮化鋁的價(jià)格。

氧化鋅的粒徑及均勻性很好，適合生產(chǎn)導(dǎo)熱硅脂，但其熱導(dǎo)率偏低，不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品；質(zhì)輕，增粘性強(qiáng)，也不適合灌封。

氧化鎂為白色或淡黃色粉末，耐火性能良好。氧化鎂的價(jià)格低，在空氣中易吸潮，增粘性較強(qiáng)，不能大量填充，且耐酸性差，很容易被酸腐蝕，限制了其在酸性環(huán)境中的應(yīng)用。

因此相較而言，氧化鋁，尤其是球形氧化鋁在當(dāng)前的導(dǎo)熱填料市場(chǎng)有著更廣闊的應(yīng)用發(fā)展，但導(dǎo)熱性能略高于它，同樣價(jià)格低廉，有著廣泛材料來(lái)源的氧化鎂就一定會(huì)在這場(chǎng)氧化物填料王者之爭(zhēng)中敗下陣來(lái)嗎？

不一定。

性能優(yōu)異：球形氧化鎂漸露鋒芒

氧化鎂（MgO）是一種應(yīng)用十分廣泛的化工材料，具有較好的化學(xué)惰性、耐熱性、絕緣性和導(dǎo)熱性，其中比較突出的是良好的抗高溫氧化性能，適中的堿性，由于存在氧空位和單電子而產(chǎn)生的親電子性等，這些性質(zhì)為氧化鎂的應(yīng)用提供了重要的前提和基礎(chǔ)。

一維或二維的MgO結(jié)構(gòu)，如納米棒，納米帶，納米線己經(jīng)成功地探索出多種實(shí)驗(yàn)合成方法。但是，三維的球形MgO的制備方法的報(bào)道很少。一般氧化鎂是片狀結(jié)晶，但是經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)一些特殊形貌的氧化鎂在很多方面都有著十分有效的應(yīng)用。

球形氧化鎂SEM圖片

相對(duì)于普通MgO，球形MgO具有更好的導(dǎo)熱效果，通過(guò)一定的加工，可將導(dǎo)熱系數(shù)提升至40-60W/m.K，導(dǎo)熱率高于球形氧化鋁，可提升填充比例，具有更高的性價(jià)比。

以下為典型的球形氧化鎂產(chǎn)品理化指標(biāo)：

球形氧化鎂能顯著提升高分子材料的導(dǎo)熱性、電絕緣性、阻燃性等性能。

決勝之道在于如何制備前驅(qū)體：球形堿式碳酸鎂

球形結(jié)構(gòu)的氧化鎂是由前驅(qū)體球形堿式碳酸鎂或球形氫氧化鎂或球形堿式草酸鎂煅燒而成的。以球形堿式碳酸鎂為例，堿式碳酸鎂的球體結(jié)構(gòu)是由片狀結(jié)構(gòu)的堿式碳酸鎂堆積而成，將堿式碳酸鎂行煅燒，球形堿式碳酸鎂發(fā)生熱分解，獲得球形的氧化鎂。可以將球形堿式碳酸鎂的合成方法分為直接合成法和間接合成法兩種。

1.直接合成法

直接合成的方法是在制備球形堿式碳酸鎂中應(yīng)用比較廣泛的合成方法。該方法是在特定反應(yīng)溫度下直接合成，不再改變?nèi)魏螌?shí)驗(yàn)條件，直接獲得球形堿式碳酸鎂。

（1）SDS輔助下低溫合成法

以氯化鎂和碳酸鈉為實(shí)驗(yàn)原料，在十二烷基硫酸鈉的輔助下，在低于55°C的溫度下，直接合成了球形的堿式碳酸鎂。雖然合成溫度較低，但是反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)24個(gè)小時(shí)，從時(shí)間成本上有一定的局限性。

（2）低溫下添加劑輔助的合成方法

在某一特定反應(yīng)溫度下，將不同添加劑，如酒石酸納、聚丙烯酰胺、氯化錳，均勻溶解于正在攬拌的去離子水中，在攬拌的情況下，同時(shí)將氯化鎂溶液和碳酸鈉溶液滴加到反應(yīng)器中，持續(xù)攪拌特定時(shí)間后，停止，靜置４天，即獲得球形的堿式碳酸鎂。

（3）共沉淀法直接合成

采用可溶性的鎂鹽以及可溶性的碳酸鹽作為實(shí)驗(yàn)原料，通過(guò)鹽酸或者氨水對(duì)水溶液體系中的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用水熱合成反應(yīng)，制備出近球形的鳥(niǎo)巢狀的堿式碳酸鎂。

2.間接合成法

間接合成法是首先合成其他形式的碳酸鎂，經(jīng)過(guò)熱解后生成球形堿式碳酸鎂的合成方法。

（1）重鎂水中添加草酸鈉法

以輕燒白云灰粉料作為實(shí)驗(yàn)原料，采用碳化的方法，在之前先加入草酸鈉除鈣，然后進(jìn)行重鎂水熱解，制備得到高純氧化鎂樣品。然后進(jìn)行熱解，熱解產(chǎn)物堿式碳酸鎂，將堿式碳酸鎂煅燒就得到球形氧化鎂的產(chǎn)物。

（2）二氧化碳調(diào)節(jié)法

以七水硫酸鎂和碳酸鈉作為反應(yīng)原料，在反應(yīng)溫度下，將碳酸鈉溶液在硫酸鎂溶液攪拌的情況下以—定速度加入到反應(yīng)體系中。結(jié)束后向反應(yīng)體系內(nèi)通入二氧化碳?xì)怏w，以調(diào)節(jié)碳酸鎂的晶型，這個(gè)過(guò)程為碳化過(guò)程。然后靜置一段時(shí)間，過(guò)濾，洗滌。將所得產(chǎn)物進(jìn)行熱解反應(yīng)，使產(chǎn)物完全轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鎂。

寫(xiě)在最后

氧化鎂具有較好的化學(xué)惰性、耐熱性、絕緣性和導(dǎo)熱性等性能，針對(duì)特定的應(yīng)用背景和應(yīng)用場(chǎng)合，調(diào)節(jié)氧化鎂的形貌與表面性質(zhì)，控制其物理形貌、表面積、孔徑和孔體積，將氧化鎂的化學(xué)特性與其形貌和表面性質(zhì)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，將為特殊形貌氧化鎂的應(yīng)用提供更廣闊的空間。

現(xiàn)在球形氧化鎂制備工藝還不太成熟，它的優(yōu)良性能還沒(méi)有被大多數(shù)人認(rèn)識(shí)，所以開(kāi)發(fā)球形氧化鎂的制備工藝和更廣泛的應(yīng)用具有良好的市場(chǎng)前景。