Die Hebei Messi Biology Co., Ltd. weist darauf hin, dass bei wärmeleitenden Kunststoffen wie PA, PP und PES die Zugabe von 40–50 % hochreinem, kugelförmigem Magnesiumoxid die Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffmaterials signifikant steigern kann. Wärmeleitende Füllstoffe werden eingesetzt, um sich gleichmäßig in einer Polymermatrix zu verteilen und dadurch deren thermische Leistungsfähigkeit zu verbessern. Die Qualität der thermischen Leistung wird primär anhand des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten (Einheit: W/m·K) gemessen. Wärmeleitende Kunststoffe lassen sich grob in zwei Kategorien unterteilen: wärmeleitende und elektrisch leitende Kunststoffe sowie wärmeleitende und elektrisch isolierende Kunststoffe. Die Hauptbestandteile wärmeleitender Kunststoffe setzen sich aus einem Matrixmaterial und Füllstoffen zusammen. Zu den Matrixmaterialien zählen PPS, PA6/PA66, LCP, TPE, PC, PP, PPA, PEEK und andere; als Füllstoffe dienen AlN, SiC, Al2O3, Graphit sowie faserförmige und plättchenartige, hochleitfähige Kohlenstoffpulver.
Zu den wesentlichen Anwendungsmerkmalen von hochreinem, kugelförmigem Magnesiumoxid in wärmeleitenden Materialien gehören: (1) Eine gleichmäßige Wärmeableitung, die die Entstehung von „Hotspots“ verhindert und lokale Verformungen an Bauteilen infolge hoher Temperaturen reduziert; (2) Leichtbaueigenschaften – das Material ist 40–50 % leichter als Aluminium; (3) Eine einfache Formgebung und Verarbeitung, die keine Nachbearbeitung erfordert; (4) Ein hohes Maß an Gestaltungsfreiheit für das Endprodukt; und (5) Eigenschaften, die mit dem primären Formgebungsverfahren – dem Spritzguss – zusammenhängen, bei dem das geschmolzene Material unter Druck in eine Form eingespritzt wird, woraufhin Kühlung und Erstarrung folgen. Die Beschaffenheit dieser Verarbeitungstechnik führt zu einer anisotropen Wärmeleitfähigkeit im geformten Material; konkret wird hierbei zwischen der Wärmeleitfähigkeit in Richtung des Materialflusses während des Spritzvorgangs (in-plane) und der Richtung senkrecht zum Fluss (through-plane) unterschieden. Typischerweise ist die Wärmeleitfähigkeit in Richtung des Materialflusses drei- bis sechsmal höher als in der senkrechten Richtung; diese Diskrepanz entsteht, da der Fließprozess beim Spritzgießen die Bildung kontinuierlicher Molekülketten begünstigt, die sich entlang der Fließrichtung ausrichten.
Hebei Messi Biology Co., Ltd. betont, dass während der Forschung, Entwicklung und Produktion von Magnesiumoxid-Produkten – insbesondere im Hinblick auf die Partikelmorphologie – darauf hingearbeitet werden sollte, eine konsistente Ausrichtung der Füllstoffpartikel sicherzustellen, um so die Effizienz der Wärmeleitfähigkeit des resultierenden Verbundmaterials zu maximieren. Im Vergleich dazu bietet sphärisches Magnesiumoxid – bedingt durch die isotrope Natur seiner kugelförmigen Struktur – einen deutlichen Vorteil gegenüber stäbchen- oder plättchenförmigen Strukturen, wenn es darum geht, die Wärmeleitfähigkeit von Verbundmaterialien zu steigern. Darüber hinaus zeichnen sich sphärische Magnesiumoxid-Partikel durch eine geringe und gleichmäßige Partikelgrößenverteilung sowie eine regelmäßige Oberflächenmorphologie aus; dies führt zu einer signifikanten Erhöhung der Schüttdichte des Pulvers, wodurch dessen Fließfähigkeit und Dispergierbarkeit wesentlich verbessert werden. Folglich werden die nachteiligen Auswirkungen der Agglomeration weitestgehend minimiert, was zu einer Reduzierung interner Defekte innerhalb des Pulvers führt.