हाल के वर्षों में, रबर उत्पादों की तापीय चालकता पर व्यापक ध्यान दिया गया है।गर्मी प्रवाहकत्त्व, इन्सुलेशन और सदमे अवशोषण में भूमिका निभाने के लिए एयरोस्पेस, विमानन, इलेक्ट्रॉनिक्स और बिजली के उपकरणों के क्षेत्र में थर्मल प्रवाहकीय रबड़ उत्पादों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।तापीय प्रवाहकीय रबर उत्पादों के लिए तापीय चालकता में सुधार अत्यंत महत्वपूर्ण है।ऊष्मीय रूप से प्रवाहकीय भराव द्वारा तैयार रबर समग्र सामग्री प्रभावी रूप से गर्मी को स्थानांतरित कर सकती है, जो इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के घनत्व और लघुकरण के साथ-साथ उनकी विश्वसनीयता में सुधार और उनके सेवा जीवन के विस्तार के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

वर्तमान में, टायरों में उपयोग की जाने वाली रबर सामग्री में कम ताप उत्पादन और उच्च तापीय चालकता की विशेषताएं होनी चाहिए।एक ओर, टायर वल्केनाइजेशन प्रक्रिया में, रबर के हीट ट्रांसफर प्रदर्शन में सुधार होता है, वल्केनाइजेशन दर बढ़ जाती है, और ऊर्जा की खपत कम हो जाती है;ड्राइविंग के दौरान उत्पन्न गर्मी शव के तापमान को कम करती है और अत्यधिक तापमान के कारण टायर के प्रदर्शन में गिरावट को कम करती है।तापीय प्रवाहकीय रबर की तापीय चालकता मुख्य रूप से रबर मैट्रिक्स और तापीय प्रवाहकीय भराव द्वारा निर्धारित की जाती है।रबर मैट्रिक्स की तुलना में या तो कणों या रेशेदार तापीय प्रवाहकीय भराव की तापीय चालकता बहुत बेहतर है।

सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला तापीय प्रवाहकीय भराव निम्नलिखित सामग्रियां हैं:

1. घन बीटा चरण नैनो सिलिकॉन कार्बाइड (SiC)

नैनो-स्केल सिलिकॉन कार्बाइड पाउडर हीट कंडक्शन चेन से संपर्क करता है, और पॉलिमर के साथ ब्रांच करना आसान होता है, जिससे सी-ओ-सी चेन हीट कंडक्शन कंकाल मुख्य हीट कंडक्शन पथ के रूप में बनता है, जो कम किए बिना कम्पोजिट सामग्री की थर्मल कंडक्टिविटी में काफी सुधार करता है। समग्र सामग्री यांत्रिक गुण।

सिलिकॉन कार्बाइड एपॉक्सी समग्र सामग्री की तापीय चालकता सिलिकॉन कार्बाइड की मात्रा में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है, और नैनो-सिलिकॉन कार्बाइड कम मात्रा में समग्र सामग्री को अच्छी तापीय चालकता दे सकता है।सिलिकॉन कार्बाइड एपॉक्सी कंपोजिट सामग्री की फ्लेक्सुरल ताकत और प्रभाव शक्ति पहले बढ़ती है और फिर सिलिकॉन कार्बाइड की मात्रा में वृद्धि के साथ घट जाती है।सिलिकॉन कार्बाइड की सतह संशोधन समग्र सामग्री की तापीय चालकता और यांत्रिक गुणों को प्रभावी ढंग से सुधार सकती है।

सिलिकॉन कार्बाइड में स्थिर रासायनिक गुण होते हैं, इसकी तापीय चालकता अन्य अर्धचालक भरावों की तुलना में बेहतर होती है, और इसकी तापीय चालकता कमरे के तापमान पर धातु से भी अधिक होती है।बीजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ केमिकल टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एल्यूमिना और सिलिकॉन कार्बाइड प्रबलित सिलिकॉन रबर की तापीय चालकता पर शोध किया।परिणाम बताते हैं कि सिलिकॉन कार्बाइड की मात्रा बढ़ने से सिलिकॉन रबर की तापीय चालकता बढ़ जाती है;जब सिलिकॉन कार्बाइड की मात्रा समान होती है, तो छोटे कण आकार के सिलिकॉन कार्बाइड प्रबलित सिलिकॉन रबर की तापीय चालकता बड़े कण आकार के सिलिकॉन कार्बाइड प्रबलित सिलिकॉन रबर से अधिक होती है;सिलिकॉन कार्बाइड के साथ प्रबलित सिलिकॉन रबर की तापीय चालकता एल्यूमिना प्रबलित सिलिकॉन रबर की तुलना में बेहतर है।जब एल्यूमिना/सिलिकॉन कार्बाइड का द्रव्यमान अनुपात 8/2 होता है और कुल मात्रा 600 भाग होती है, तो सिलिकॉन रबर की तापीय चालकता सबसे अच्छी होती है।

2. एल्यूमीनियम नाइट्राइड (ALN)

एल्यूमीनियम नाइट्राइड एक परमाणु क्रिस्टल है और हीरा नाइट्राइड के अंतर्गत आता है।यह 2200 ℃ के उच्च तापमान पर स्थिर रूप से मौजूद हो सकता है।इसमें अच्छी तापीय चालकता और कम तापीय विस्तार गुणांक है, जो इसे एक अच्छा तापीय आघात सामग्री बनाता है।एल्यूमीनियम नाइट्राइड की तापीय चालकता 320 W·(m·K)-1 है, जो बोरॉन ऑक्साइड और सिलिकॉन कार्बाइड की तापीय चालकता के करीब है, और एल्युमिना की तुलना में 5 गुना अधिक है।क़िंगदाओ यूनिवर्सिटी ऑफ़ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एल्यूमीनियम नाइट्राइड प्रबलित ईपीडीएम रबर कंपोजिट की तापीय चालकता का अध्ययन किया है।परिणाम बताते हैं कि: जैसे-जैसे एल्यूमीनियम नाइट्राइड की मात्रा बढ़ती है, मिश्रित सामग्री की तापीय चालकता बढ़ती है;एल्यूमीनियम नाइट्राइड के बिना समग्र सामग्री की तापीय चालकता 0.26 W·(m·K)-1 है, जब एल्यूमीनियम नाइट्राइड की मात्रा 80 भागों में बढ़ जाती है, समग्र सामग्री की तापीय चालकता 0.442 W·(m·K) तक पहुंच जाती है। -1, 70% की वृद्धि।

3. नैनो एल्यूमिना (Al2O3)

एल्यूमिना एक प्रकार का बहुक्रियाशील अकार्बनिक भराव है, जिसमें बड़ी तापीय चालकता, ढांकता हुआ निरंतर और अच्छा पहनने का प्रतिरोध होता है।यह रबर मिश्रित सामग्री में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

बीजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ केमिकल टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने नैनो-एल्युमिना/कार्बन नैनोट्यूब/प्राकृतिक रबर कंपोजिट की तापीय चालकता का परीक्षण किया।परिणाम बताते हैं कि नैनो-एल्यूमिना और कार्बन नैनोट्यूब के संयुक्त उपयोग का समग्र सामग्री की तापीय चालकता में सुधार पर सहक्रियात्मक प्रभाव पड़ता है;जब कार्बन नैनोट्यूब की मात्रा स्थिर होती है, तो समग्र सामग्री की तापीय चालकता नैनो-एल्यूमिना की मात्रा में वृद्धि के साथ रैखिक रूप से बढ़ जाती है;जब 100 नैनो-एल्यूमिना को तापीय प्रवाहकीय भराव के रूप में उपयोग करते हैं, तो समग्र सामग्री की तापीय चालकता 120% बढ़ जाती है।जब कार्बन नैनोट्यूब के 5 भागों को ऊष्मीय रूप से प्रवाहकीय भराव के रूप में उपयोग किया जाता है, तो समग्र सामग्री की तापीय चालकता 23% बढ़ जाती है।जब एल्यूमिना के 100 भागों और 5 भागों का उपयोग किया जाता है जब कार्बन नैनोट्यूब का उपयोग तापीय रूप से प्रवाहकीय भराव के रूप में किया जाता है, तो समग्र सामग्री की तापीय चालकता 155% बढ़ जाती है।प्रयोग निम्नलिखित दो निष्कर्ष भी निकालता है: सबसे पहले, जब कार्बन नैनोट्यूब की मात्रा स्थिर होती है, नैनो-एल्यूमिना की मात्रा बढ़ने पर, रबर में प्रवाहकीय भराव कणों द्वारा गठित भराव नेटवर्क संरचना धीरे-धीरे बढ़ती है, और नुकसान कारक मिश्रित सामग्री धीरे-धीरे बढ़ती है।जब नैनो-एल्युमिना के 100 भागों और कार्बन नैनोट्यूब के 3 भागों का एक साथ उपयोग किया जाता है, तो समग्र सामग्री की गतिशील संपीड़न गर्मी केवल 12 ℃ होती है, और गतिशील यांत्रिक गुण उत्कृष्ट होते हैं;दूसरा, जब कार्बन नैनोट्यूब की मात्रा निश्चित होती है, जैसे-जैसे नैनो-एल्यूमिना की मात्रा बढ़ती है, मिश्रित सामग्री की कठोरता और आंसू शक्ति बढ़ती है, जबकि तन्य शक्ति और बढ़ाव टूटने पर घट जाती है।

4. कार्बन नैनोट्यूब

कार्बन नैनोट्यूब में उत्कृष्ट भौतिक गुण, तापीय चालकता और विद्युत चालकता होती है, और ये आदर्श सुदृढ़ीकरण भराव हैं।उनके मजबूत रबर मिश्रित सामग्रियों ने व्यापक ध्यान आकर्षित किया है।कार्बन नैनोट्यूब का निर्माण ग्रेफाइट शीट की परतों को मोड़कर किया जाता है।वे दसियों नैनोमीटर (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm) के व्यास के साथ एक बेलनाकार संरचना के साथ एक नए प्रकार की ग्रेफाइट सामग्री हैं।कार्बन नैनोट्यूब की तापीय चालकता 3000 W·(m·K)-1 है, जो तांबे की तापीय चालकता का 5 गुना है।कार्बन नैनोट्यूब रबर की तापीय चालकता, विद्युत चालकता और भौतिक गुणों में काफी सुधार कर सकते हैं, और उनका सुदृढीकरण और तापीय चालकता कार्बन ब्लैक, कार्बन फाइबर और ग्लास फाइबर जैसे पारंपरिक भरावों से बेहतर है।क़िंगदाओ यूनिवर्सिटी ऑफ़ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने कार्बन नैनोट्यूब/ईपीडीएम कम्पोजिट सामग्री की तापीय चालकता पर शोध किया।परिणाम बताते हैं कि: कार्बन नैनोट्यूब समग्र सामग्री की तापीय चालकता और भौतिक गुणों में सुधार कर सकते हैं;जैसे-जैसे कार्बन नैनोट्यूब की मात्रा बढ़ती है, समग्र सामग्रियों की तापीय चालकता बढ़ती है, और तन्य शक्ति और बढ़ाव पहले टूटते हैं और फिर घटते हैं, तन्य तनाव और फाड़ने की शक्ति बढ़ जाती है;जब कार्बन नैनोट्यूब की मात्रा कम होती है, तो बड़े-व्यास वाले कार्बन नैनोट्यूब छोटे-व्यास वाले कार्बन नैनोट्यूब की तुलना में ऊष्मा-संचालन श्रृंखला बनाने में आसान होते हैं, और वे रबर मैट्रिक्स के साथ बेहतर रूप से संयोजित होते हैं।