최근에는 고무제품의 열전도율이 큰 주목을 받고 있습니다. 열 전도성 고무 제품은 열 전도, 절연 및 충격 흡수 역할을 하기 위해 항공우주, 항공, 전자 및 전기 제품 분야에서 널리 사용됩니다. 열전도성 고무제품에 있어서 열전도율의 향상은 매우 중요합니다. 열전도성 충진재로 제조된 고무복합재료는 열을 효과적으로 전달할 수 있어 전자제품의 치밀화, 소형화는 물론 신뢰성 향상 및 수명 연장에 큰 의미를 갖는다.

현재 타이어에 사용되는 고무 소재는 발열이 적고 열전도율이 높은 특성이 필요합니다. 한편, 타이어 가황 공정에서는 고무의 열 전달 성능이 향상되고 가황 속도가 증가하며 에너지 소비가 감소합니다. 주행 중 발생하는 열은 카카스의 온도를 낮추고, 과도한 온도로 인한 타이어 성능 저하를 줄여줍니다. 열전도성 고무의 열전도율은 주로 고무 매트릭스와 열전도성 필러에 의해 결정됩니다. 입자 또는 섬유상 열전도성 필러의 열전도율은 고무 매트릭스의 열전도율보다 훨씬 좋습니다.

가장 일반적으로 사용되는 열 전도성 필러는 다음 재료입니다.

1. 큐빅 베타상 나노 탄화규소(SiC)

나노 크기의 탄화규소 분말은 접촉 열전도 사슬을 형성하고 폴리머로 분기하기가 더 쉬우며 Si-O-Si 사슬 열전도 골격을 주요 열전도 경로로 형성하여 복합 재료의 열전도도를 크게 향상시킵니다. 복합재료 기계적 성질.

탄화규소 에폭시 복합재료의 열전도도는 탄화규소 함량이 증가할수록 증가하며, 나노탄화규소는 함량이 낮을 때 복합재료에 좋은 열전도도를 부여할 수 있다. 탄화규소 에폭시 복합재료의 굽힘 강도와 충격 강도는 먼저 증가한 다음 탄화규소 함량이 증가함에 따라 감소합니다. 탄화규소의 표면 개질은 복합재료의 열전도율과 기계적 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.

탄화규소는 화학적 성질이 안정적이고 열전도율이 다른 반도체 필러보다 우수하며 열전도율은 실온에서 금속보다 훨씬 높습니다. 베이징 화학기술대학 연구진은 알루미나와 탄화규소 강화 실리콘 고무의 열전도율에 대한 연구를 진행했습니다. 결과는 실리콘 카바이드의 양이 증가함에 따라 실리콘 고무의 열전도도가 증가한다는 것을 보여줍니다. 탄화규소의 양이 동일한 경우, 작은 입자 크기의 탄화규소 강화 실리콘 고무의 열전도율은 큰 입자 크기의 탄화규소 강화 실리콘 고무의 열전도율보다 큽니다. 탄화규소로 강화된 실리콘 고무의 열전도율은 알루미나 강화된 실리콘 고무보다 우수합니다. 알루미나/탄화규소의 질량비가 8/2이고 총량이 600부일 때, 실리콘 고무의 열전도율이 가장 좋습니다.

2. 질화알루미늄(ALN)

질화 알루미늄은 원자 결정이며 질화 다이아몬드에 속합니다. 2200℃의 고온에서도 안정적으로 존재할 수 있습니다. 열전도율이 좋고 열팽창 계수가 낮아 열충격 소재로 적합합니다. 질화알루미늄의 열전도율은 320W·(m·K)-1로 산화붕소, 탄화규소의 열전도율에 가깝고 알루미나에 비해 5배 이상 크다. 칭다오 과학기술대학교 연구원들은 질화알루미늄 강화 EPDM 고무 복합재의 열전도도를 연구했습니다. 결과는 질화알루미늄의 양이 증가함에 따라 복합재료의 열전도도가 증가한다는 것을 보여줍니다. 질화알루미늄이 포함되지 않은 복합재료의 열전도율은 0.26W·(m·K)-1이며, 질화알루미늄 함량이 80부로 증가하면 복합재료의 열전도율은 0.442W·(m·K)에 도달한다. -1, 70% 증가.

3. 나노알루미나(Al2O3)

알루미나는 열전도율이 크고 유전율이 높으며 내마모성이 우수한 일종의 다기능 무기 충전재입니다. 그것은 고무 복합 재료에 널리 사용됩니다.

베이징 화학기술대학교 연구진은 나노알루미나/탄소나노튜브/천연고무 복합재의 열전도도를 테스트했습니다. 결과는 나노알루미나와 탄소나노튜브의 결합 사용이 복합재료의 열전도도 향상에 시너지 효과가 있음을 보여줍니다. 탄소나노튜브의 양이 일정한 경우 복합재료의 열전도율은 나노알루미나의 양이 증가함에 따라 선형적으로 증가하며; 100일 때 나노알루미나를 열전도성 필러로 사용하면 복합재료의 열전도도가 120% 증가한다. 탄소나노튜브 5부를 열전도성 필러로 사용하면 복합재료의 열전도도가 23% 증가한다. 알루미나 100부, 5부 사용 시 탄소나노튜브를 열전도성 필러로 사용하면 복합재료의 열전도도가 155% 증가한다. 또한 실험에서는 다음과 같은 두 가지 결론을 도출하였다. 첫째, 탄소나노튜브의 양이 일정할 때, 나노알루미나의 양이 증가함에 따라 고무 내 전도성 필러 입자에 의해 형성된 필러 네트워크 구조가 점차 증가하고, 탄소나노튜브의 손실계수는 증가한다. 복합 재료가 점차 증가합니다. 나노알루미나 100부와 탄소나노튜브 3부를 함께 사용하면 복합재료의 동적 압축열 발생이 12℃에 불과하고 동적 기계적 특성이 우수하며; 둘째, 탄소나노튜브의 양을 고정시키면 나노알루미나의 양이 증가할수록 복합재료의 경도와 인열강도는 증가하는 반면, 인장강도와 파단신율은 감소한다.

4. 탄소나노튜브

탄소나노튜브는 우수한 물리적 특성과 열전도도, 전기전도도를 갖고 있어 이상적인 보강재입니다. 강화 고무 복합 재료는 광범위한 주목을 받았습니다. 탄소나노튜브는 흑연 시트의 컬링 층으로 형성됩니다. 직경이 수십 나노미터(10-30nm, 30-60nm, 60-100nm)인 원통형 구조의 새로운 유형의 흑연 소재입니다. 탄소나노튜브의 열전도율은 3000W·(m·K)-1로 구리 열전도율의 5배에 이른다. 탄소나노튜브는 고무의 열전도도, 전기전도도, 물성을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 카본블랙, 탄소섬유, 유리섬유 등 기존의 충전재보다 강화도와 열전도도가 더 우수하다. 칭다오이공대학교 연구진이 탄소나노튜브/EPDM 복합재료의 열전도도에 대한 연구를 진행했습니다. 결과는 다음과 같습니다: 탄소 나노튜브는 복합 재료의 열 전도성과 물리적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 탄소나노튜브의 양이 증가함에 따라 복합재료의 열전도도가 증가하고, 인장강도 및 파단신율이 먼저 증가한 다음 감소하고, 인장응력 및 인열강도가 증가하며; 탄소나노튜브의 양이 적을 경우, 큰 직경의 탄소나노튜브는 작은 직경의 탄소나노튜브보다 열전도 사슬을 형성하기 쉽고 고무 매트릭스와 더 잘 결합됩니다.

 


게시 시간: 2021년 8월 30일

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