У апошнія гады цеплаправоднасць гумовых прадуктаў атрымала вялікую ўвагу. Цеплаправодныя гумовыя прадукты шырока выкарыстоўваюцца ў палях аэракасмічнай, авіяцыйнай, электронікі і электрычных прыбораў, каб гуляць ролю ў цеплаправоднасці, ізаляцыі і паглынанні шоку. Паляпшэнне цеплаправоднасці надзвычай важнае для тэрмічна праводных гумовых прадуктаў. Гумавы кампазітны матэрыял, падрыхтаваны цеплаправодным напаўняльнікам, можа эфектыўна пераносіць цяпло, што мае вялікае значэнне для ўшчыльнення і мініяцюрызацыі электронных прадуктаў, а таксама паляпшэнне іх надзейнасці і пашырэння тэрміну службы.
У цяперашні час гумовыя матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца ў шынах, павінны мець характарыстыкі нізкага цяпла і высокай цеплаправоднасці. З аднаго боку, у працэсе вулканізацыі шын паляпшаецца выкананне цеплааддачы гумы, хуткасць вулканізацыі павялічваецца, і спажыванне энергіі памяншаецца; Цяпло, якое ўтвараецца падчас руху, зніжае тэмпературу тушы і памяншае дэградацыю прадукцыйнасці шын, выкліканую празмернай тэмпературай. Цеплаправоднасць цеплаправоднай гумы ў асноўным вызначаецца гумовай матрыцай і цеплаправодным напаўняльнікам. Цеплаправоднасць альбо часціц, альбо кудзелістая цеплаправодная напаўняльнік значна лепш, чым у гумовай матрыцы.
Часцей за ўсё выкарыстоўваюцца тэрмічна праводныя напаўняльнікі - гэта наступныя матэрыялы:
1. Кубічная бэта -фаза Nano Silicon Carbide (sic)
Нанамаштабныя сіліконавыя карбідныя парашковыя ўтвараюць кантактныя ланцужкі цеплаправоднасці, і яго лягчэй разгалінавацца з палімерамі, утвараючы шкілет Si-O-Si ланцуга цеплаправоднасці ў якасці асноўнага шляху цеплаправоднасці, які значна паляпшае цеплаправоднасць кампазітнага матэрыялу, не памяншаючы кампазітны матэрыял механічных уласцівасцей.
Цеплаправоднасць эпаксіднага матэрыялу крэмнію карбіду ўзрастае з павелічэннем колькасці карбіду крэмнію, а карбід Nano-Silicon можа даць кампазітным матэрыялам добрую цеплаправоднасць, калі колькасць нізкая. Сіла згінання і трываласць на ўздзеянне крэмніевых карбідных эпаксідных кампазітных матэрыялаў павялічваюцца спачатку, а затым памяншаюцца з павелічэннем колькасці карбіду крэмнія. Павярхоўная мадыфікацыя карбіду крэмнію можа эфектыўна палепшыць цеплаправоднасць і механічныя ўласцівасці кампазітнага матэрыялу.
Карбід крэмнію мае стабільныя хімічныя ўласцівасці, яе цеплаправоднасць лепш, чым іншыя паўправадніковыя напаўняльнікі, і яе цеплаправоднасць нават большая, чым у металу пры пакаёвай тэмпературы. Даследчыкі з Пекінскага універсітэта хімічных тэхналогій правялі даследаванні па цеплаправоднасці гліназёму і карбіду крэмнію, узмоцненай сіліконавай каўчуку. Вынікі паказваюць, што цеплаправоднасць сіліконавай гумы павялічваецца па меры павелічэння колькасці карбіду крэмнію; Калі колькасць карбіду крэмнію аднолькавая, цеплаправоднасць сіліконавай каўчукі з сіліконавай каўчум з сіліконавай каўчуком з невялікіх часціц перавышае сіліконавы каўчук з вялікім памерам часціц, узмоцненай сіліконавай каўчуку; Цеплаправоднасць крэмнійнай гумы, узмоцненай карбідам крэмнію, лепш, чым у крэмнійнай каўчуку, узмоцненай алюмініяй. Калі масавы суадносіны карбіду гліназёму/крэмнію складае 8/2, а агульная колькасць складае 600 частак, цеплаправоднасць крэмнію - лепшая.
Алюмініевы нітрыд - гэта атамны крышталь і належыць да алмазнага нітрыду. Ён можа існаваць стабільна пры высокай тэмпературы 2200 ℃. Ён мае добрую цеплаправоднасць і нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння, што робіць яго добрым цеплавым шокам. Цеплаправоднасць алюмініевага нітрыду складае 320 Вт · (М · К) -1, што блізка да цеплаправоднасці аксіду бору і карбіду крэмнію і больш чым у 5 разоў большы, чым у гліназёму. Даследчыкі з Універсітэта навукі і тэхналогій Цынгао вывучалі цеплаправоднасць алюмініевага нітрыду, узмоцненага гумовага кампазіта EPDM. Вынікі паказваюць, што: па меры павелічэння колькасці алюмініевага нітрыду, цеплаправоднасць кампазітнага матэрыялу павялічваецца; Цеплаправоднасць кампазітнага матэрыялу без алюмініевага нітрыду складае 0,26 Вт · (M · K) -1, калі колькасць алюмініевага нітрыду павялічваецца да 80 частак, цеплаправоднасць кампазітнага матэрыялу дасягае 0,442 W · (M · K) -1, павелічэнне 70%.
Ануміна - гэта своеасаблівая шматфункцыянальная неарганічная напаўняльнік, якая мае вялікую цеплаправоднасць, дыэлектрычную пастаянную і добрую зносу. Ён шырока выкарыстоўваецца ў гумовых кампазітных матэрыялах.
Даследчыкі з Пекінскага універсітэта хімічных тэхналогій правяралі цеплаправоднасць нана-алюміна/вугляродных нанатрубак/натуральных гумовых кампазітаў. Вынікі паказваюць, што камбінаванае выкарыстанне нана-алюміны і вугляродных нанатрубак аказвае сінэргічны ўплыў на павышэнне цеплаправоднасці кампазітнага матэрыялу; Калі колькасць вугляродных нанатрубак пастаянная, цеплаправоднасць кампазітнага матэрыялу лінейна павялічваецца з павелічэннем колькасці нана-алюміны; Пры 100 пры выкарыстанні Nano-Alumina ў якасці цеплаправоднага напаўняльніка цеплаправоднасць кампазітнага матэрыялу павялічваецца на 120%. Калі 5 частак вугляродных нанатрубак выкарыстоўваюцца ў якасці цеплаправоднага напаўняльніка, цеплаправоднасць кампазітнага матэрыялу павялічваецца на 23%. Калі 100 частак алюмінія і 5 частак выкарыстоўваюцца, калі вугляродныя нанатрубакі выкарыстоўваюцца ў якасці тэрмічна праводнага напаўняльніка, цеплаправоднасць кампазітнага матэрыялу павялічваецца на 155%. Эксперымент таксама робіць наступныя два высновы: па-першае, калі колькасць вугляродных нанатрубак пастаянная, паколькі колькасць нана-алюміны павялічваецца, структура сеткі напаўняльніка ўтвараецца пры дапамозе часціц напаўняльніка ў гуме паступова павялічваецца, а каэфіцыент страты кампазітнага матэрыялу паступова павялічваецца. Калі разам выкарыстоўваюцца 100 частак нана-алюміны і 3 часткі вугляродных нанатрубак, дынамічная выпрацоўка цяпла складанага рэчыва складае ўсяго 12 ℃, а дынамічныя механічныя ўласцівасці выдатныя; Па-другое, калі колькасць вугляродных нанатрубак фіксуецца, па меры павелічэння колькасці нана-алюміны цвёрдасць і трываласць на слёз кампазітных матэрыялаў павялічваюцца, у той час як трываласць і падаўжэнне пры разрыве памяншаюцца.
Вугляродныя нанатрубкі валодаюць выдатнымі фізічнымі ўласцівасцямі, цеплаправоднасць і электрычная праводнасць, і ідэальныя ўмацавальныя напаўняльнікі. Іх армавальныя гумовыя кампазітныя матэрыялы атрымалі шырокую ўвагу. Вугляродныя нанатрубкі ўтвараюцца з дапамогай пластоў графітавых лістоў. Яны ўяўляюць сабой новы тып графітавага матэрыялу з цыліндрычнай структурай дыяметрам дзесяткаў нанаметраў (10-30 нм, 30-60 нм, 60-100 нм). Цеплаправоднасць вугляродных нанатрубак складае 3000 W · (M · K) -1, што ў 5 разоў перавышае цеплаправоднасць медзі. Вугляродныя нанатрубкі могуць значна палепшыць цеплаправоднасць, электрычную праводнасць і фізічныя ўласцівасці гумы, а іх арматура і цеплаправоднасць лепш, чым традыцыйныя напаўняльнікі, такія як вугляродныя чорныя, вугляродныя валакна і шкляныя валакна. Даследчыкі з Універсітэта навукі і тэхналогій Цынгао правялі даследаванні па цеплаправоднасці вугляродных нанатрубак/кампазітных матэрыялаў EPDM. Вынікі паказваюць, што: вугляродныя нанатрубкі могуць палепшыць цеплаправоднасць і фізічныя ўласцівасці кампазітных матэрыялаў; Па меры павелічэння колькасці вугляродных нанатрубак, цеплаправоднасць кампазітных матэрыялаў павялічваецца, а трываласць і падаўжэнне пры расцяжэнні пры перапынку спачатку павялічваюцца, а затым памяншаюцца, напружанне пры расцяжэнні і трываласць на разрыў павялічваюцца; Калі колькасць вугляродных нанатрубак невялікая, вугляродныя нанатрубакі з вялікім дыяметрам лягчэй утвараць ланцугі цяпла, чым нанатрубак з вугляроду малога дыяметра, і яны лепш спалучаюцца з гумовай матрыцай.
Час паведамлення: 30 жніўня 2011 г.
