专利示意图

一、技术领域

导热聚合物材料领域

二、专利介绍

1.专利信息

专利类型：发明

专利权人：清华大学深圳国际研究生院

申请号：202410029933.7

发明人：孙波、高豆豆

2.专利说明书摘要

一种增强热导率的聚合物材料，包括壳聚糖薄膜和三聚磷酸钠TPP，所述壳聚糖薄膜与三聚磷酸钠TPP形成交联度为35%以上的高密度交联。一种所述的增强热导率的聚合物材料的制备方法，包括：将壳聚糖薄膜浸泡于三聚磷酸钠TPP溶液中，形成高度交联的壳聚糖TPP阴离子交联膜（Ch-TPP）膜。该Ch-TPP膜利用离子键取代原分子间的范德华力，有效提高了热导率，解决了传统的聚合物材料由于弱的链间相互作用和聚合物链的不规则缠绕，固有的热导率低的难题，特别适用于热密集型应用。

3.创新点

（1）本技术创新涉及聚合物材料领域，针对提高聚合物热导率（Λ）的需求，通过引入离子键强度和交联密度的调控，提出一种新型的增强聚合物热导率的方法；

（2）该方法通过调整离子键强度和交联密度，充分利用离子键在聚合物中的相互作用，实现对热导率的调控。采用高密度交联聚合物膜，通过调整交联过程中使用的离子键形成剂的参数，精心控制交联密度和离子键强度，使得热网络在聚合物中密集而均匀地分布，从而显著提高Λ；

（3）与已有方法相比，本方法在相同键合密度条件下，通过增加离子键强度，成功将聚合物的热导率从0.2 W m-1 K-1提升至0.74 W m-1 K-1，尤其在pH范围3-4.5内表现出更为显著的效果。此外，通过与粘合强度和密度的相关性分析，揭示了离子键强度和离子键密度对Λ的累积影响。因此，本方法不仅提供了一种实用的策略，也展现了在聚合物领域中的高热应用潜力。

4.痛点问题

（1）这项发明解决了聚合物材料在热密集型应用中热导率较低的问题。聚合物因其轻质、成本效益和化学稳定性而在多个领域广泛应用，但其固有的热导率相对较低，这阻碍了在高热应用中的传热效率。传统方法中，提高聚合物热导率的策略包括对链进行排序和改善链间相互作用，但这些方法往往涉及较高的分子设计和制造成本；

（2）本发明通过引入离子键强度和交联密度的调控，克服了传统方法的一些限制。通过调整离子键强度和交联密度，研究者成功实现了在相同键合密度条件下显著提高聚合物的热导率。这项技术创新为解决聚合物在高热应用中的热导率不足问题提供了一种新的、更具成本效益的方法，有望推动聚合物在热管理领域的应用。

5.技术优势

开发制备简单、有效反应区域大、氧化效率更高、可重复使用的电催化氧化电极，以满足工业应用的需求

三、产业化信息

1.应用场景

（1）调控机制的创新：本发明通过调整离子键强度和交联密度，引入了一种新的调控机制，以提高聚合物的热导率。相比传统的对链进行排序或改善链间相互作用的方法，这一调控机制更为灵活，有望实现更高效的热导率增强；

（2）离子键强度对热导率的影响：通过实验结果，本发明清晰地展示了离子键强度对聚合物热导率的显著影响。这一点使得本发明在调控热导率方面更为准确和可控；

（3）高热应用的潜力：本发明的方法特别适用于高热应用场景，通过提高聚合物的热导率，有望满足对传热效率要求较高的领域，如热密集型应用；

（4）成本效益：与一些传统方法需要较高分子设计和制造成本相比，本发明所采用的调控机制相对更为简便，可能带来更低的制造成本；

总体而言，本发明在提高聚合物热导率的方法和效果上具有明显的创新和优势，有望填补在高热应用领域中的技术空白。

2.商业价值

（1）电子行业：本技术在电子器件散热方面的应用，可提高散热效果，增加电子器件的稳定性和性能；

（2）航空航天行业：在航空航天领域，提高材料的热导率有助于改善高温环境下的材料性能，增加飞行器的热管理效能；

（3）能源行业： 在电力电池等能源领域，提高聚合物的热导率有助于提高电池的热管理能力，延长电池寿命；

（4）汽车制造业：在汽车零部件方面，提高聚合物的热导率可以改善发动机零部件的热管理性能，提高汽车的燃烧效率；

（5）材料科技行业：本技术本身在材料科技领域有望引起广泛关注，为改善材料性能提供新的思路和方法。

3.发展规划

（1）优化实验参数：进一步优化实验参数，包括调整离子键强度、交联密度的范围和数值，以提高技术的稳定性和可重复性；

（2）拓展适用范围： 将该技术应用于更广泛的聚合物体系和材料种类，以适应不同行业和应用场景的需求；

（3）扩大实验验证： 进行更多的实验验证，涵盖不同的pH值范围、离子交联剂类型等条件，以全面了解技术在不同条件下的适用性；

（4）提高可控性： 进一步提高技术对离子键强度和交联密度的精准调控能力，以实现更细致的热导率调节；

（5）深化相关性研究： 深入研究离子键强度、交联密度与热导率之间的相关性，以更全面地理解这些参数对技术效果的影响；

（6）推动工业化应用： 将实验室研究成果转化为实际的工业化应用，与相关产业合作，推动技术在市场上的应用；

（7）专利保护： 进一步完善技术的专利布局，保护相关的发明和创新，确保公司在竞争中的优势；

（8）市场推广： 制定全面的市场推广计划，宣传技术的独特性和优越性，拓展潜在客户群，提高技术在市场上的知名度；

（9）合作伙伴关系： 与行业内相关企业建立紧密的合作伙伴关系，共同推动技术在不同领域的应用，拓展市场份额；

（10）不断创新： 持续进行研发工作，不断寻找新的技术创新点，提高技术的竞争力和适用性，以适应市场和行业的变化；

这些发展规划将有助于确保该技术在未来的发展过程中不断完善，并最终实现在市场上的成功应用。

4.合作方式

面议

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联系方式：ttc@sz.tsinghua.edu.cn