Dalam beberapa tahun terakhir, konduktivitas termal produk karet telah mendapat perhatian besar. Produk karet konduktif termal banyak digunakan di bidang kedirgantaraan, penerbangan, elektronik, dan peralatan listrik untuk memainkan peran dalam konduksi panas, isolasi dan penyerapan kejut. Peningkatan konduktivitas termal sangat penting untuk produk karet konduktif termal. Bahan komposit karet yang disiapkan oleh pengisi konduktif termal dapat secara efektif mentransfer panas, yang sangat penting bagi densifikasi dan miniaturisasi produk elektronik, serta peningkatan keandalannya dan perluasan masa pakai mereka.
Saat ini, bahan karet yang digunakan dalam ban perlu memiliki karakteristik generasi panas rendah dan konduktivitas termal yang tinggi. Di satu sisi, dalam proses vulkanisasi ban, kinerja perpindahan panas karet ditingkatkan, laju vulkanisasi meningkat, dan konsumsi energi berkurang; Panas yang dihasilkan selama mengemudi mengurangi suhu karkas dan mengurangi degradasi kinerja ban yang disebabkan oleh suhu yang berlebihan. Konduktivitas termal karet konduktif termal terutama ditentukan oleh matriks karet dan pengisi konduktif termal. Konduktivitas termal dari partikel atau pengisi konduktif termal berserat jauh lebih baik daripada matriks karet.
Pengisi konduktif termal yang paling umum digunakan adalah bahan berikut:
1. Fase beta kubik nano silicon carbide (sic)
Bubuk silikon karbida skala nano membentuk rantai konduksi panas kontak, dan lebih mudah bercabang dengan polimer, membentuk kerangka konduksi panas rantai Si-O-Si sebagai jalur konduksi panas utama, yang sangat meningkatkan konduktivitas termal dari bahan komposit tanpa mengurangi bahan komposit sifat mekanik.
Konduktivitas termal dari bahan komposit epoksi silikon karbida meningkat dengan meningkatnya jumlah silikon karbida, dan nano-silikon karbida dapat memberikan bahan komposit konduktivitas termal yang baik ketika jumlahnya rendah. Kekuatan lentur dan kekuatan dampak bahan komposit epoksi silikon karbida meningkat terlebih dahulu dan kemudian menurun dengan meningkatnya jumlah silikon karbida. Modifikasi permukaan silikon karbida dapat secara efektif meningkatkan konduktivitas termal dan sifat mekanik dari bahan komposit.
Silikon karbida memiliki sifat kimia yang stabil, konduktivitas termal lebih baik daripada pengisi semikonduktor lainnya, dan konduktivitas termal bahkan lebih besar daripada logam pada suhu kamar. Para peneliti dari Universitas Teknologi Kimia Beijing melakukan penelitian tentang konduktivitas termal karet silikon yang diperkuat silikon dan silikon karbida. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konduktivitas termal karet silikon meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah silikon karbida; Ketika jumlah silikon karbida adalah sama, konduktivitas termal dari karbida silikon ukuran partikel kecil karbida yang diperkuat karet silikon lebih besar dari karet silikon silikon ukuran partikel besar karbida yang diperkuat; Konduktivitas termal karet silikon yang diperkuat dengan silikon karbida lebih baik daripada karet silikon yang diperkuat alumina. Ketika rasio massa alumina/silikon karbida adalah 8/2 dan jumlah totalnya adalah 600 bagian, konduktivitas termal karet silikon adalah yang terbaik.
Aluminium nitrida adalah kristal atom dan milik berlian nitrida. Itu bisa ada secara stabil pada suhu tinggi 2200 ℃. Ini memiliki konduktivitas termal yang baik dan koefisien ekspansi termal yang rendah, menjadikannya bahan kejut termal yang baik. Konduktivitas termal aluminium nitrida adalah 320 W · (M · K) -1, yang dekat dengan konduktivitas termal boron oksida dan silikon karbida, dan lebih dari 5 kali lebih besar dari alumina. Para peneliti dari Universitas Sains dan Teknologi Qingdao telah mempelajari konduktivitas termal dari komposit karet EPDM yang diperkuat aluminium. Hasilnya menunjukkan bahwa: ketika jumlah aluminium nitrida meningkat, konduktivitas termal dari bahan komposit meningkat; Konduktivitas termal dari bahan komposit tanpa aluminium nitrida adalah 0,26 W · (m · k) -1, ketika jumlah aluminium nitrida meningkat hingga 80 bagian, konduktivitas termal dari bahan komposit mencapai 0,442 W · (M · K) -1, peningkatan 70%.
Alumina adalah sejenis pengisi anorganik multifungsi, yang memiliki konduktivitas termal yang besar, konstanta dielektrik dan ketahanan aus yang baik. Ini banyak digunakan dalam bahan komposit karet.
Para peneliti dari Beijing University of Chemical Technology menguji konduktivitas termal komposit karet nano-alumina/karbon/karet alam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan gabungan nano-alumina dan karbon nanotube memiliki efek sinergis pada peningkatan konduktivitas termal dari bahan komposit; Ketika jumlah karbon nanotube konstan, konduktivitas termal dari bahan komposit meningkat secara linier dengan peningkatan jumlah nano-alumina; Ketika 100 saat menggunakan nano-alumina sebagai pengisi konduktif termal, konduktivitas termal dari bahan komposit meningkat sebesar 120%. Ketika 5 bagian karbon nanotube digunakan sebagai pengisi konduktif termal, konduktivitas termal dari bahan komposit meningkat sebesar 23%. Ketika 100 bagian alumina dan 5 bagian digunakan ketika karbon nanotube digunakan sebagai pengisi konduktif termal, konduktivitas termal dari bahan komposit meningkat sebesar 155%. Eksperimen ini juga menarik dua kesimpulan berikut: Pertama, ketika jumlah karbon nanotube konstan, karena jumlah nano-alumina meningkat, struktur jaringan pengisi yang dibentuk oleh partikel pengisi konduktif dalam karet secara bertahap meningkat, dan faktor kehilangan bahan komposit secara bertahap meningkat. Ketika 100 bagian nano-alumina dan 3 bagian karbon nanotube digunakan bersama-sama, pembentukan panas kompresi dinamis dari bahan komposit hanya 12 ℃, dan sifat mekanik dinamis sangat baik; Kedua, ketika jumlah karbon nanotube ditetapkan, karena jumlah nano-alumina meningkat, kekerasan dan kekuatan air mata bahan komposit meningkat, sedangkan kekuatan tarik dan perpanjangan saat istirahat berkurang.
Nanotube karbon memiliki sifat fisik yang sangat baik, konduktivitas termal dan konduktivitas listrik, dan merupakan pengisi penguat yang ideal. Bahan komposit karet penguat mereka telah mendapat perhatian luas. Nanotube karbon dibentuk oleh lapisan keriting lembaran grafit. Mereka adalah jenis baru bahan grafit dengan struktur silinder dengan diameter puluhan nanometer (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm). Konduktivitas termal karbon nanotube adalah 3000 W · (M · K) -1, yang merupakan 5 kali konduktivitas termal tembaga. Nanotube karbon dapat secara signifikan meningkatkan konduktivitas termal, konduktivitas listrik dan sifat fisik karet, dan penguatan dan konduktivitas termal lebih baik daripada pengisi tradisional seperti karbon hitam, serat karbon dan serat kaca. Para peneliti dari Universitas Sains dan Teknologi Qingdao melakukan penelitian tentang konduktivitas termal bahan komposit karbon nanotube/EPDM. Hasilnya menunjukkan bahwa: karbon nanotube dapat meningkatkan konduktivitas termal dan sifat fisik bahan komposit; Ketika jumlah karbon nanotube meningkat, konduktivitas termal bahan komposit meningkat, dan kekuatan tarik dan perpanjangan pada saat istirahat meningkat pertama dan kemudian menurun, tegangan tarik dan kekuatan merobek meningkat; Ketika jumlah karbon nanotube kecil, nanotube karbon berdiameter besar lebih mudah untuk membentuk rantai yang melakukan panas daripada nanotube karbon berdiameter kecil, dan mereka lebih baik dikombinasikan dengan matriks karet.
Waktu posting: Aug-30-2021
