ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การนำความร้อนของผลิตภัณฑ์ยางได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางผลิตภัณฑ์ยางนำความร้อนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการบินและอวกาศ การบิน อิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องใช้ไฟฟ้า เพื่อมีบทบาทในการนำความร้อน ฉนวน และการดูดซับแรงกระแทกการปรับปรุงการนำความร้อนเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ยางที่นำความร้อนวัสดุผสมยางที่เตรียมโดยตัวเติมนำความร้อนสามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มความหนาแน่นและการย่อขนาดผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ตลอดจนปรับปรุงความน่าเชื่อถือและยืดอายุการใช้งาน

ในปัจจุบัน วัสดุยางที่ใช้ในยางรถยนต์จำเป็นต้องมีลักษณะของการเกิดความร้อนต่ำและการนำความร้อนสูงในแง่หนึ่ง ในกระบวนการหลอมโลหะยาง ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของยางจะดีขึ้น อัตราการหลอมโลหะจะเพิ่มขึ้น และการใช้พลังงานจะลดลงความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการขับขี่จะลดอุณหภูมิของซากรถและลดการเสื่อมประสิทธิภาพของยางที่เกิดจากอุณหภูมิที่มากเกินไปการนำความร้อนของยางที่นำความร้อนถูกกำหนดโดยเมทริกซ์ยางและฟิลเลอร์ที่นำความร้อนเป็นหลักค่าการนำความร้อนของอนุภาคหรือสารตัวนำความร้อนที่เป็นเส้นใยนั้นดีกว่าของเมทริกซ์ยางมาก

สารตัวนำความร้อนที่ใช้บ่อยที่สุดคือวัสดุต่อไปนี้:

1. ลูกบาศก์เบต้าเฟสนาโนซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC)

ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ขนาดนาโนก่อตัวเป็นสายโซ่การนำความร้อนที่สัมผัสได้ และง่ายต่อการแตกแขนงด้วยโพลิเมอร์ เกิดเป็นโครงกระดูกการนำความร้อนของโซ่ Si-O-Si เป็นเส้นทางการนำความร้อนหลัก ซึ่งช่วยปรับปรุงการนำความร้อนของวัสดุผสมได้อย่างมากโดยไม่ลด วัสดุผสม สมบัติทางกล

ค่าการนำความร้อนของวัสดุคอมโพสิตอีพ็อกซี่ซิลิกอนคาร์ไบด์เพิ่มขึ้นตามปริมาณซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เพิ่มขึ้น และนาโนซิลิกอนคาร์ไบด์สามารถให้วัสดุคอมโพสิตมีค่าการนำความร้อนที่ดีเมื่อปริมาณต่ำความแข็งแรงดัดและความต้านทานแรงกระแทกของวัสดุคอมโพสิตอีพ็อกซี่ซิลิกอนคาร์ไบด์เพิ่มขึ้นก่อนแล้วจึงลดลงตามปริมาณซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เพิ่มขึ้นการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของซิลิกอนคาร์ไบด์สามารถปรับปรุงการนำความร้อนและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุคอมโพสิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ซิลิกอนคาร์ไบด์มีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร ค่าการนำความร้อนดีกว่าฟิลเลอร์สารกึ่งตัวนำอื่นๆ และค่าการนำความร้อนยังมากกว่าค่าการนำความร้อนของโลหะที่อุณหภูมิห้องอีกด้วยนักวิจัยจาก Beijing University of Chemical Technology ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับค่าการนำความร้อนของยางซิลิโคนเสริมอลูมินาและซิลิกอนคาร์ไบด์ผลการวิจัยพบว่าการนำความร้อนของยางซิลิโคนเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณซิลิกอนคาร์ไบด์เพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณของซิลิกอนคาร์ไบด์เท่ากัน ค่าการนำความร้อนของยางซิลิโคนเสริมแรงด้วยซิลิกอนคาร์ไบด์ขนาดอนุภาคขนาดเล็กจะมากกว่ายางซิลิโคนเสริมแรงด้วยซิลิคอนคาร์ไบด์ขนาดอนุภาคขนาดใหญ่ค่าการนำความร้อนของยางซิลิกอนเสริมด้วยซิลิกอนคาร์ไบด์ดีกว่ายางซิลิกอนเสริมอลูมินาเมื่ออัตราส่วนโดยมวลของอะลูมินา/ซิลิกอนคาร์ไบด์เท่ากับ 8/2 และจำนวนทั้งหมดคือ 600 ส่วน ค่าการนำความร้อนของยางซิลิกอนจะดีที่สุด

2. อะลูมิเนียมไนไตรด์ (ALN)

อะลูมิเนียมไนไตรด์เป็นผลึกปรมาณูและเป็นของไดมอนด์ไนไตรด์สามารถคงอยู่ได้อย่างเสถียรที่อุณหภูมิสูง 2200 ℃มีค่าการนำความร้อนที่ดีและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ทำให้เป็นวัสดุช็อกความร้อนที่ดีค่าการนำความร้อนของอะลูมิเนียมไนไตรด์คือ 320 W·(m·K)-1 ซึ่งใกล้เคียงกับค่าการนำความร้อนของโบรอนออกไซด์และซิลิกอนคาร์ไบด์ และมีค่ามากกว่าค่าการนำความร้อนของอลูมินามากกว่า 5 เท่านักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชิงเต่าได้ศึกษาค่าการนำความร้อนของวัสดุผสมยาง EPDM เสริมอะลูมิเนียมไนไตรด์ผลการวิจัยพบว่า เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมไนไตรด์เพิ่มขึ้น ค่าการนำความร้อนของวัสดุผสมจะเพิ่มขึ้นค่าการนำความร้อนของวัสดุผสมที่ไม่มีอะลูมิเนียมไนไตรด์คือ 0.26 W·(m·K)-1 เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมไนไตรด์เพิ่มขึ้นเป็น 80 ส่วน ค่าการนำความร้อนของวัสดุผสมจะอยู่ที่ 0.442 W·(m·K) -1 เพิ่มขึ้น 70%

3. นาโนอลูมินา (Al2O3)

อลูมินาเป็นสารเติมแต่งอนินทรีย์อเนกประสงค์ชนิดหนึ่ง ซึ่งมีค่าการนำความร้อนสูง ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก และต้านทานการสึกหรอได้ดีมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุผสมยาง

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเคมีแห่งปักกิ่งได้ทดสอบการนำความร้อนของวัสดุผสมนาโนอลูมินา/ท่อนาโนคาร์บอน/ยางธรรมชาติผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการใช้นาโนอลูมินาและท่อนาโนคาร์บอนร่วมกันมีผลเสริมฤทธิ์กันในการปรับปรุงการนำความร้อนของวัสดุผสมเมื่อปริมาณของท่อนาโนคาร์บอนคงที่ ค่าการนำความร้อนของวัสดุผสมจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงกับการเพิ่มขึ้นของปริมาณนาโนอะลูมินาเมื่อ 100 เมื่อใช้นาโนอลูมินาเป็นตัวเติมการนำความร้อน ค่าการนำความร้อนของวัสดุผสมจะเพิ่มขึ้น 120%เมื่อใช้ท่อนาโนคาร์บอน 5 ส่วนเป็นสารตัวนำความร้อน ค่าการนำความร้อนของวัสดุผสมจะเพิ่มขึ้น 23%เมื่อใช้อลูมินา 100 ส่วนและ 5 ส่วน เมื่อใช้ท่อนาโนคาร์บอนเป็นสารตัวนำความร้อน ค่าการนำความร้อนของวัสดุผสมจะเพิ่มขึ้น 155%การทดลองยังได้ข้อสรุปสองประการต่อไปนี้ ประการแรก เมื่อปริมาณของท่อนาโนคาร์บอนคงที่ เมื่อปริมาณของนาโนอลูมินาเพิ่มขึ้น โครงสร้างเครือข่ายสารตัวเติมที่เกิดขึ้นจากอนุภาคสารตัวนำไฟฟ้าในยางจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น และปัจจัยการสูญเสียของ วัสดุผสมค่อยๆเพิ่มขึ้นเมื่อใช้นาโนอลูมินา 100 ส่วนและท่อนาโนคาร์บอน 3 ส่วนร่วมกัน การสร้างความร้อนอัดแบบไดนามิกของวัสดุผสมจะอยู่ที่ 12 ℃เท่านั้น และคุณสมบัติเชิงกลแบบไดนามิกนั้นยอดเยี่ยมประการที่สอง เมื่อปริมาณของท่อนาโนคาร์บอนคงที่ เมื่อปริมาณของนาโนอลูมินาเพิ่มขึ้น ความแข็งและความต้านทานการฉีกขาดของวัสดุผสมจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่ความต้านทานแรงดึงและการยืดตัวเมื่อขาดจะลดลง

4. ท่อนาโนคาร์บอน

ท่อนาโนคาร์บอนมีคุณสมบัติทางกายภาพ การนำความร้อน และการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม และเป็นสารตัวเติมเสริมแรงในอุดมคติวัสดุผสมยางเสริมแรงได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางท่อนาโนคาร์บอนเกิดจากการม้วนตัวเป็นชั้นของแผ่นกราไฟต์เป็นวัสดุกราไฟต์ชนิดใหม่ที่มีโครงสร้างทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายสิบนาโนเมตร (10-30 นาโนเมตร, 30-60 นาโนเมตร, 60-100 นาโนเมตร)ค่าการนำความร้อนของท่อนาโนคาร์บอนคือ 3000 W·(m·K)-1 ซึ่งเป็น 5 เท่าของค่าการนำความร้อนของทองแดงท่อนาโนคาร์บอนสามารถปรับปรุงการนำความร้อน การนำไฟฟ้า และคุณสมบัติทางกายภาพของยางได้อย่างมาก และการเสริมแรงและการนำความร้อนนั้นดีกว่าสารตัวเติมแบบดั้งเดิม เช่น คาร์บอนแบล็ค คาร์บอนไฟเบอร์ และใยแก้วนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชิงเต่าได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับการนำความร้อนของวัสดุคอมโพสิตท่อนาโนคาร์บอน/EPDMผลการวิจัยพบว่า ท่อนาโนคาร์บอนสามารถปรับปรุงการนำความร้อนและคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุผสมเมื่อปริมาณของท่อนาโนคาร์บอนเพิ่มขึ้น ค่าการนำความร้อนของวัสดุผสมจะเพิ่มขึ้น ความต้านทานแรงดึงและการยืดตัวที่จุดขาดก่อนเพิ่มขึ้นและลดลง ความเครียดแรงดึงและแรงฉีกขาดจะเพิ่มขึ้นเมื่อท่อนาโนคาร์บอนมีปริมาณน้อย ท่อนาโนคาร์บอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่จะสร้างสายโซ่นำความร้อนได้ง่ายกว่าท่อนาโนคาร์บอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก และจะรวมเข้ากับเมทริกซ์ยางได้ดีกว่า