En els darrers anys, la conductivitat tèrmica dels productes de cautxú ha rebut una àmplia atenció. Els productes de cautxú conductors tèrmicament s’utilitzen àmpliament en els camps de l’aeroport aeroespacial, aviació, electrònica i electrodomèstics per tenir un paper en la conducció de calor, l’aïllament i l’absorció de xoc. La millora de la conductivitat tèrmica és extremadament important per als productes de cautxú conductors tèrmicament. El material compost de cautxú elaborat pel farciment conductor tèrmicament pot transferir efectivament la calor, que té una importància de gran importància per a la densificació i la miniaturització de productes electrònics, així com la millora de la seva fiabilitat i l’extensió de la seva vida útil.
Actualment, els materials de goma utilitzats en els pneumàtics han de tenir les característiques de la generació de calor baixa i la conductivitat tèrmica alta. D’una banda, en el procés de vulcanització dels pneumàtics, es millora el rendiment de transferència de calor del cautxú, s’incrementa la taxa de vulcanització i es redueix el consum d’energia; La calor generada durant la conducció redueix la temperatura de la carcassa i redueix la degradació del rendiment dels pneumàtics causada per una temperatura excessiva. La conductivitat tèrmica del cautxú conductor tèrmicament es determina principalment per la matriu de goma i el farciment conductor tèrmicament. La conductivitat tèrmica de les partícules o del farciment conductor tèrmic fibrós és molt millor que la de la matriu de goma.
Els càrregues conductors tèrmicament més utilitzats són els materials següents:
1. Carbur de silici de nano cúbic en fase beta (sic)
Les formes de pols de carbur de silici de nano-escala formen cadenes de conducció de calor i és més fàcil de ramificar amb polímers, formant un esquelet de conducció de calor de la cadena Si-O-Si com a principal camí de conducció de calor, que millora molt la conductivitat tèrmica del material compost sense reduir el material compost de les propietats mecàniques.
La conductivitat tèrmica del material compost epoxi de carbur de silici augmenta amb l’augment de la quantitat de carbur de silici i el carbur de nano-silicon pot donar al material compost una bona conductivitat tèrmica quan la quantitat és baixa. La força de flexió i la força d’impacte dels materials compostos epoxi de carbur de silici augmenten primer i després disminueixen amb l’augment de la quantitat de carbur de silici. La modificació superficial del carbur de silici pot millorar eficaçment la conductivitat tèrmica i les propietats mecàniques del material compost.
El carbur de silici té propietats químiques estables, la seva conductivitat tèrmica és millor que altres càrregues de semiconductors i la seva conductivitat tèrmica és fins i tot més gran que la del metall a temperatura ambient. Investigadors de la Universitat de Tecnologia Química de Beijing van realitzar investigacions sobre la conductivitat tèrmica de la cautxú de silicona reforçada per alumina i el carbur de silici. Els resultats mostren que la conductivitat tèrmica del cautxú de silicona augmenta a mesura que augmenta la quantitat de carbur de silici; Quan la quantitat de carbur de silici és la mateixa, la conductivitat tèrmica de la petita mida de partícula de carbur de silici reforçat de cautxú de silicona és superior a la de la gran mida de la partícula de carbur de silicona de carbur reforçat; La conductivitat tèrmica del cautxú de silici reforçat amb carbur de silici és millor que la de la cautxú de silici reforçat amb alumina. Quan la proporció de massa de carbur d’alúmina/silici és de 8/2 i la quantitat total és de 600 parts, la conductivitat tèrmica del cautxú de silici és la millor.
El nitrur d’alumini és un cristall atòmic i pertany a nitrur de diamant. Pot existir de manera estable a una temperatura alta de 2200 ℃. Té una bona conductivitat tèrmica i un baix coeficient d’expansió tèrmica, cosa que el converteix en un bon material de xoc tèrmic. La conductivitat tèrmica del nitrur d’alumini és de 320 W · (M · K) -1, que s’acosta a la conductivitat tèrmica de l’òxid de bor i el carbur de silici, i és més de 5 vegades més gran que la de l’alumina. Investigadors de la Universitat de Ciència i Tecnologia de Qingdao han estudiat la conductivitat tèrmica dels compostos de cautxú EPDM reforçats amb nitrur d’alumini. Els resultats mostren que: a mesura que augmenta la quantitat de nitrur d’alumini, augmenta la conductivitat tèrmica del material compost; La conductivitat tèrmica del material compost sense nitrur d’alumini és de 0,26 w · (m · k) -1, quan la quantitat de nitrur d’alumini augmenta fins a 80 parts, la conductivitat tèrmica del material compost arriba a 0,442 w · (m · k) -1, un augment del 70%.
L’alumina és una mena de farciment inorgànic multifuncional, que té una gran conductivitat tèrmica, constant dielèctrica i una bona resistència al desgast. S'utilitza àmpliament en materials compostos de cautxú.
Investigadors de la Universitat de Tecnologia Química de Beijing van provar la conductivitat tèrmica dels compostos nano-alumina/carboni/de cautxú natural. Els resultats mostren que l’ús combinat de nanotubs nanoalumina i carboni té un efecte sinèrgic en la millora de la conductivitat tèrmica del material compost; Quan la quantitat de nanotubs de carboni és constant, la conductivitat tèrmica del material compost augmenta linealment amb l’augment de la quantitat de nanoalumina; Quan 100 quan s’utilitza nano-alumina com a farciment conductor tèrmicament, la conductivitat tèrmica del material compost augmenta un 120%. Quan s’utilitzen 5 parts de nanotubs de carboni com a farciment conductor tèrmicament, la conductivitat tèrmica del material compost augmenta un 23%. Quan s’utilitzen 100 parts d’alumina i 5 parts quan s’utilitzen nanotubs de carboni com a farciment conductor tèrmicament, la conductivitat tèrmica del material compost augmenta un 155%. L’experiment també dibuixa les dues conclusions següents: primer, quan la quantitat de nanotubs de carboni és constant, a mesura que augmenta la quantitat de nanoalumina, l’estructura de xarxa de farciment formada per partícules conductives de farciment a la goma augmenta gradualment i el factor de pèrdua del material compost augmenta gradualment. Quan s’utilitzen 100 parts de nanoalumina i 3 parts de nanotubs de carboni, la generació de calor de compressió dinàmica del material compost és de només 12 ℃, i les propietats mecàniques dinàmiques són excel·lents; En segon lloc, quan la quantitat de nanotubs de carboni es fixa, a mesura que augmenta la quantitat de nanoalumina, la duresa i la resistència a la llàgrima dels materials compostos augmenten, mentre que la resistència a la tracció i l’allargament a la ruptura disminueixen.
Els nanotubs de carboni tenen excel·lents propietats físiques, conductivitat tèrmica i conductivitat elèctrica i són càrregues de reforç ideals. Els seus materials compostos de cautxú reforçant han rebut una atenció generalitzada. Els nanotubs de carboni estan formats per capes de fulls de grafit. Són un nou tipus de material de grafit amb una estructura cilíndrica amb un diàmetre de desenes de nanòmetres (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm). La conductivitat tèrmica dels nanotubs de carboni és de 3000 W · (M · K) -1, que és 5 vegades la conductivitat tèrmica del coure. Els nanotubs de carboni poden millorar significativament la conductivitat tèrmica, la conductivitat elèctrica i les propietats físiques del cautxú, i el seu reforç i la seva conductivitat tèrmica són millors que els farcits tradicionals com el negre de carboni, la fibra de carboni i la fibra de vidre. Investigadors de la Universitat de Ciència i Tecnologia de Qingdao van realitzar investigacions sobre la conductivitat tèrmica dels nanotubs de carboni/materials compostos EPDM. Els resultats mostren que: els nanotubs de carboni poden millorar la conductivitat tèrmica i les propietats físiques dels materials compostos; A mesura que augmenta la quantitat de nanotubs de carboni, la conductivitat tèrmica dels materials compostos augmenta i la resistència a la tracció i l’allargament a la ruptura augmenten i després disminueixen, augmenta la tensió a la tracció i la resistència a la llàgrima; Quan la quantitat de nanotubs de carboni és petita, els nanotubs de carboni de gran diàmetre són més fàcils de formar cadenes que condueixen la calor que els nanotubs de carboni de petit diàmetre i es combinen millor amb la matriu de goma.
Hora del post: 30-2021 d'agost
