Dalam beberapa tahun terakhir, konduktivitas termal produk karet telah mendapat perhatian luas.Produk karet konduktif termal banyak digunakan di bidang kedirgantaraan, penerbangan, elektronik, dan peralatan listrik untuk berperan dalam konduksi panas, isolasi, dan penyerapan goncangan.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 untuk pemadatan dan miniaturisasi produk elektronik, serta peningkatan keandalan dan perpanjangan masa pakainya.
Saat ini, bahan karet yang digunakan pada ban harus memiliki karakteristik pembangkitan panas yang 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 berkendara mengurangi suhu karkas dan mengurangi penurunan performa ban yang disebabkan oleh suhu yang berlebihan.Konduktivitas termal karet konduktif termal terutama ditentukan oleh matriks karet dan pengisi konduktif termal.Konduktivitas termal partikel atau pengisi konduktif termal berserat jauh lebih baik daripada matriks karet.
Pengisi konduktif termal yang paling umum digunakan adalah bahan-bahan berikut:
1. Kubik Beta fase nano silikon karbida (SiC)
Serbuk silikon karbida skala nano membentuk rantai konduksi panas kontak, dan lebih mudah untuk 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 peningkatan jumlah silikon karbida, dan nano-silikon karbida dapat memberikan konduktivitas termal yang baik pada bahan komposit ketika jumlahnya rendah.Kekuatan lentur dan kekuatan impak material komposit epoksi silikon karbida meningkat terlebih dahulu dan kemudian menurun dengan bertambahnya jumlah silikon karbida.Modifikasi permukaan silikon karbida dapat secara efektif meningkatkan konduktivitas termal dan sifat mekanik material komposit.
Silikon karbida memiliki sifat kimia yang stabil, konduktivitas termalnya lebih baik daripada pengisi semikonduktor lainnya, dan konduktivitas termalnya bahkan lebih besar daripada logam pada suhu kamar.Para peneliti dari Universitas Teknologi Kimia Beijing melakukan penelitian tentang konduktivitas termal karet silikon yang diperkuat alumina dan silikon karbida.Hasil menunjukkan bahwa konduktivitas termal karet silikon meningkat dengan meningkatnya jumlah silikon karbida;ketika jumlah silikon karbida sama, konduktivitas termal dari karet silikon yang diperkuat silikon karbida ukuran partikel kecil lebih besar daripada karet silikon yang diperkuat silikon karbida ukuran partikel besar;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 eksis secara stabil pada suhu tinggi 2200 ℃.Ini memiliki konduktivitas termal yang baik dan koefisien ekspansi termal yang rendah, menjadikannya bahan kejutan termal yang baik.Konduktivitas termal aluminium nitrida adalah 320 W·(m·K)-1, yang mendekati konduktivitas termal boron oksida dan silikon karbida, dan lebih dari 5 kali lebih besar daripada alumina.Para peneliti dari Universitas Sains dan Teknologi Qingdao telah mempelajari konduktivitas termal komposit karet EPDM yang diperkuat aluminium nitrida.Hasilnya menunjukkan bahwa: dengan meningkatnya jumlah aluminium nitrida, konduktivitas termal material komposit meningkat;konduktivitas termal material komposit tanpa aluminium nitrida adalah 0,26 W·(m·K)-1, ketika jumlah aluminium nitrida meningkat menjadi At 80 bagian, konduktivitas termal material 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 Universitas Teknologi Kimia Beijing menguji konduktivitas termal komposit nano-alumina/karbon nanotube/karet alam.Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi penggunaan nano-alumina dan karbon nanotube memiliki efek sinergis dalam meningkatkan konduktivitas termal material komposit;ketika jumlah nanotube karbon konstan, konduktivitas termal dari material komposit meningkat secara linier dengan peningkatan jumlah nano-alumina;ketika 100 Saat menggunakan nano-alumina sebagai pengisi konduktif termal, konduktivitas termal material komposit meningkat sebesar 120%.Ketika 5 bagian karbon nanotube digunakan sebagai pengisi konduktif termal, konduktivitas termal material komposit meningkat sebesar 23%.Ketika 100 bagian alumina dan 5 bagian digunakan Ketika karbon nanotube digunakan sebagai pengisi konduktif termal, konduktivitas termal material komposit meningkat sebesar 155%.Eksperimen tersebut juga menarik dua kesimpulan berikut: Pertama, ketika jumlah karbon nanotube konstan, dengan meningkatnya jumlah nano-alumina, struktur jaringan pengisi yang dibentuk oleh partikel pengisi konduktif dalam karet secara bertahap meningkat, dan faktor kehilangan dari material komposit secara bertahap meningkat.Ketika 100 bagian nano-alumina dan 3 bagian tabung nano karbon digunakan bersama, pembangkitan panas kompresi dinamis dari bahan komposit hanya 12 ℃, dan sifat mekanik dinamisnya sangat baik;kedua, ketika jumlah nanotube karbon tetap, ketika jumlah nano-alumina meningkat, kekerasan dan kekuatan sobek material komposit meningkat, sedangkan kekuatan tarik dan perpanjangan putus menurun.
Tabung nano 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.Tabung nano karbon dibentuk oleh lapisan pengeritingan lembaran grafit.Mereka adalah bahan grafit jenis baru dengan struktur silinder dengan diameter puluhan nanometer (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm).Konduktivitas termal tabung nano karbon adalah 3000 W·(m·K)-1, yang merupakan 5 kali konduktivitas termal tembaga.Tabung nano karbon dapat secara signifikan meningkatkan konduktivitas termal, konduktivitas listrik, dan sifat fisik karet, dan penguatan serta konduktivitas termalnya lebih baik daripada pengisi tradisional seperti karbon hitam, serat karbon, dan serat kaca.Para peneliti dari Qingdao University of Science and Technology melakukan penelitian tentang konduktivitas termal bahan komposit karbon nanotube/EPDM.Hasilnya menunjukkan bahwa: karbon nanotube dapat meningkatkan konduktivitas termal dan sifat fisik material komposit;dengan meningkatnya jumlah tabung nano karbon, konduktivitas termal bahan komposit meningkat, dan kekuatan tarik dan perpanjangan saat putus pertama kali meningkat dan kemudian menurun , Tegangan tarik dan kekuatan sobek meningkat;ketika jumlah tabung nano karbon kecil, tabung nano karbon berdiameter besar lebih mudah untuk membentuk rantai penghantar panas daripada tabung nano karbon berdiameter kecil, dan mereka lebih baik digabungkan dengan matriks karet.
Waktu posting: 30 Agustus-2021