તાજેતરના વર્ષોમાં, રબર ઉત્પાદનોની થર્મલ વાહકતા પર વ્યાપક ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે.એરોસ્પેસ, ઉડ્ડયન, ઈલેક્ટ્રોનિક્સ અને વિદ્યુત ઉપકરણોના ક્ષેત્રોમાં થર્મલી વાહક રબર ઉત્પાદનોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે જેથી ગરમીનું વહન, ઇન્સ્યુલેશન અને શોક શોષણમાં ભૂમિકા ભજવવામાં આવે.થર્મલ વાહકતામાં સુધારો થર્મલ રીતે વાહક રબર ઉત્પાદનો માટે અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે.થર્મલી વાહક ફિલર દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવતી રબરની સંયુક્ત સામગ્રી અસરકારક રીતે ગરમીને સ્થાનાંતરિત કરી શકે છે, જે ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોના ઘનતા અને લઘુચિત્રીકરણ તેમજ તેમની વિશ્વસનીયતાના સુધારણા અને તેમની સેવા જીવનના વિસ્તરણ માટે ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે.

હાલમાં, ટાયરમાં વપરાતી રબરની સામગ્રીમાં ઓછી ગરમી ઉત્પન્ન કરવાની અને ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતાની લાક્ષણિકતાઓ હોવી જરૂરી છે.એક તરફ, ટાયર વલ્કેનાઈઝેશન પ્રક્રિયામાં, રબરની હીટ ટ્રાન્સફર કામગીરીમાં સુધારો થાય છે, વલ્કેનાઈઝેશન દર વધે છે, અને ઊર્જા વપરાશમાં ઘટાડો થાય છે;ડ્રાઇવિંગ દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ગરમી શબનું તાપમાન ઘટાડે છે અને વધુ પડતા તાપમાનને કારણે ટાયરની કામગીરીમાં ઘટાડો ઘટાડે છે.થર્મલી વાહક રબરની થર્મલ વાહકતા મુખ્યત્વે રબર મેટ્રિક્સ અને થર્મલી વાહક ફિલર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.કણો અથવા તંતુમય થર્મલ વાહક ફિલરની થર્મલ વાહકતા રબર મેટ્રિક્સ કરતા ઘણી સારી છે.

સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી થર્મલી વાહક ફિલર્સ નીચેની સામગ્રી છે:

1. ક્યુબિક બીટા ફેઝ નેનો સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC)

નેનો-સ્કેલ સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડર સંપર્ક ઉષ્મા વાહક સાંકળો બનાવે છે, અને પોલિમર સાથે શાખા કરવી સરળ છે, મુખ્ય ગરમી વહન માર્ગ તરીકે Si-O-Si સાંકળ ઉષ્મા વાહક હાડપિંજર બનાવે છે, જે ઘટાડ્યા વિના સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતાને મોટા પ્રમાણમાં સુધારે છે. સંયુક્ત સામગ્રી યાંત્રિક ગુણધર્મો.

સિલિકોન કાર્બાઇડ ઇપોક્સી સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા સિલિકોન કાર્બાઇડની માત્રામાં વધારો સાથે વધે છે, અને જ્યારે જથ્થો ઓછો હોય ત્યારે નેનો-સિલિકોન કાર્બાઇડ સંયુક્ત સામગ્રીને સારી થર્મલ વાહકતા આપી શકે છે.સિલિકોન કાર્બાઇડ ઇપોક્સી કમ્પોઝિટ મટિરિયલ્સની ફ્લેક્સલ સ્ટ્રેન્થ અને ઇમ્પેક્ટ સ્ટ્રેન્થ પહેલા વધે છે અને પછી સિલિકોન કાર્બાઇડના જથ્થાના વધારા સાથે ઘટે છે.સિલિકોન કાર્બાઇડની સપાટીમાં ફેરફાર થર્મલ વાહકતા અને સંયુક્ત સામગ્રીની યાંત્રિક ગુણધર્મોને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડ સ્થિર રાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે, તેની થર્મલ વાહકતા અન્ય સેમિકન્ડક્ટર ફિલર્સ કરતાં વધુ સારી છે, અને તેની થર્મલ વાહકતા ઓરડાના તાપમાને મેટલ કરતા પણ વધારે છે.બેઇજિંગ યુનિવર્સિટી ઓફ કેમિકલ ટેક્નોલોજીના સંશોધકોએ એલ્યુમિના અને સિલિકોન કાર્બાઇડ રિઇનફોર્સ્ડ સિલિકોન રબરની થર્મલ વાહકતા પર સંશોધન કર્યું હતું.પરિણામો દર્શાવે છે કે સિલિકોન કાર્બાઇડની માત્રામાં વધારો થતાં સિલિકોન રબરની થર્મલ વાહકતા વધે છે;જ્યારે સિલિકોન કાર્બાઇડની માત્રા સમાન હોય છે, ત્યારે નાના કણોના કદના સિલિકોન કાર્બાઇડ પ્રબલિત સિલિકોન રબરની થર્મલ વાહકતા મોટા કણોના કદના સિલિકોન કાર્બાઇડ પ્રબલિત સિલિકોન રબર કરતા વધારે હોય છે;સિલિકોન કાર્બાઇડ સાથે પ્રબલિત સિલિકોન રબરની થર્મલ વાહકતા એલ્યુમિના પ્રબલિત સિલિકોન રબર કરતાં વધુ સારી છે.જ્યારે એલ્યુમિના/સિલિકોન કાર્બાઇડનો સમૂહ ગુણોત્તર 8/2 હોય અને કુલ રકમ 600 ભાગો હોય, ત્યારે સિલિકોન રબરની થર્મલ વાહકતા શ્રેષ્ઠ છે.

2. એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ (ALN)

એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ એ અણુ ક્રિસ્ટલ છે અને તે હીરા નાઇટ્રાઇડનું છે.તે 2200 ℃ ના ઊંચા તાપમાને સ્થિર રીતે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે.તે સારી થર્મલ વાહકતા અને નીચા થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક ધરાવે છે, જે તેને સારી થર્મલ શોક સામગ્રી બનાવે છે.એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડની થર્મલ વાહકતા 320 W·(m·K)-1 છે, જે બોરોન ઓક્સાઇડ અને સિલિકોન કાર્બાઇડની થર્મલ વાહકતાની નજીક છે, અને એલ્યુમિના કરતા 5 ગણી વધારે છે.ક્વિન્ગદાઓ યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેક્નોલોજીના સંશોધકોએ એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડ રિઇનફોર્સ્ડ EPDM રબર કમ્પોઝીટની થર્મલ વાહકતાનો અભ્યાસ કર્યો છે.પરિણામો દર્શાવે છે કે: જેમ જેમ એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડની માત્રા વધે છે તેમ, સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા વધે છે;એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ વિના સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા 0.26 W·(m·K)-1 છે, જ્યારે એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડની માત્રા 80 ભાગો સુધી વધે છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા 0.442 W·(m·K) સુધી પહોંચે છે. -1, 70% નો વધારો.

3. નેનો એલ્યુમિના (Al2O3)

એલ્યુમિના એ એક પ્રકારનું મલ્ટિફંક્શનલ અકાર્બનિક ફિલર છે, જેમાં મોટી થર્મલ વાહકતા, ડાઇલેક્ટ્રિક સતત અને સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર હોય છે.તે રબર સંયુક્ત સામગ્રીમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

બેઇજિંગ યુનિવર્સિટી ઓફ કેમિકલ ટેક્નોલોજીના સંશોધકોએ નેનો-એલ્યુમિના/કાર્બન નેનોટ્યુબ/નેચરલ રબર કમ્પોઝીટની થર્મલ વાહકતાનું પરીક્ષણ કર્યું.પરિણામો દર્શાવે છે કે નેનો-એલ્યુમિના અને કાર્બન નેનોટ્યુબનો સંયુક્ત ઉપયોગ સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા સુધારવા પર સિનર્જિસ્ટિક અસર ધરાવે છે;જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબનું પ્રમાણ સ્થિર હોય છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા નેનો-એલ્યુમિનાના જથ્થાના વધારા સાથે રેખીય રીતે વધે છે;જ્યારે 100 જ્યારે નેનો-એલ્યુમિનાનો ઉપયોગ થર્મલી વાહક ફિલર તરીકે કરવામાં આવે છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા 120% વધે છે.જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબના 5 ભાગોનો ઉપયોગ થર્મલી વાહક પૂરક તરીકે થાય છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા 23% વધે છે.જ્યારે એલ્યુમિનાના 100 ભાગો અને 5 ભાગોનો ઉપયોગ થાય છે જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબનો ઉપયોગ થર્મલી વાહક પૂરક તરીકે થાય છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા 155% વધે છે.પ્રયોગ નીચેના બે નિષ્કર્ષો પણ દોરે છે: પ્રથમ, જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબનું પ્રમાણ સ્થિર હોય છે, નેનો-એલ્યુમિનાનું પ્રમાણ વધતું જાય છે, ત્યારે રબરમાં વાહક ફિલર કણો દ્વારા રચાયેલ ફિલર નેટવર્ક માળખું ધીમે ધીમે વધે છે, અને નુકસાનનું પરિબળ ઘટે છે. સંયુક્ત સામગ્રી ધીમે ધીમે વધે છે.જ્યારે નેનો-એલ્યુમિનાના 100 ભાગો અને કાર્બન નેનોટ્યુબના 3 ભાગો એકસાથે ઉપયોગમાં લેવાય છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની ગતિશીલ કમ્પ્રેશન હીટ જનરેશન માત્ર 12 ℃ છે, અને ગતિશીલ યાંત્રિક ગુણધર્મો ઉત્તમ છે;બીજું, જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબનું પ્રમાણ નક્કી કરવામાં આવે છે, નેનો-એલ્યુમિનાનું પ્રમાણ વધતું જાય છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની કઠિનતા અને આંસુની શક્તિ વધે છે, જ્યારે વિરામ વખતે તાણ શક્તિ અને વિસ્તરણ ઘટે છે.

4. કાર્બન નેનોટ્યુબ

કાર્બન નેનોટ્યુબમાં ઉત્તમ ભૌતિક ગુણધર્મો, થર્મલ વાહકતા અને વિદ્યુત વાહકતા છે અને તે આદર્શ રિઇન્ફોર્સિંગ ફિલર છે.તેમની રિઇન્ફોર્સિંગ રબરની સંયુક્ત સામગ્રીએ વ્યાપક ધ્યાન મેળવ્યું છે.કાર્બન નેનોટ્યુબ ગ્રેફાઇટ શીટ્સના કર્લિંગ સ્તરો દ્વારા રચાય છે.તે દસ નેનોમીટર (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm) ના વ્યાસ સાથે નળાકાર માળખું ધરાવતી નવી પ્રકારની ગ્રેફાઇટ સામગ્રી છે.કાર્બન નેનોટ્યુબની થર્મલ વાહકતા 3000 W·(m·K)-1 છે, જે તાંબાની થર્મલ વાહકતા કરતા 5 ગણી છે.કાર્બન નેનોટ્યુબ થર્મલ વાહકતા, વિદ્યુત વાહકતા અને રબરના ભૌતિક ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે, અને તેમની મજબૂતીકરણ અને થર્મલ વાહકતા પરંપરાગત ફિલર જેમ કે કાર્બન બ્લેક, કાર્બન ફાઇબર અને ગ્લાસ ફાઇબર કરતાં વધુ સારી છે.કિંગદાઓ યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેક્નોલોજીના સંશોધકોએ કાર્બન નેનોટ્યુબ/EPDM સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા પર સંશોધન કર્યું.પરિણામો દર્શાવે છે કે: કાર્બન નેનોટ્યુબ થર્મલ વાહકતા અને સંયુક્ત સામગ્રીના ભૌતિક ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે;જેમ જેમ કાર્બન નેનોટ્યુબનું પ્રમાણ વધે છે, સંયુક્ત પદાર્થોની થર્મલ વાહકતા વધે છે, અને વિરામ વખતે તાણ શક્તિ અને વિસ્તરણ પહેલા વધે છે અને પછી ઘટે છે, તાણ તણાવ અને ફાટી જવાની શક્તિ વધે છે;જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબનું પ્રમાણ નાનું હોય છે, ત્યારે મોટા-વ્યાસના કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ નાના-વ્યાસના કાર્બન નેનોટ્યુબ કરતાં ગરમી-સંવાહક સાંકળો બનાવવા માટે સરળ હોય છે, અને તેઓ રબર મેટ્રિક્સ સાથે વધુ સારી રીતે જોડાય છે.