Останніми роками теплопровідність гумових продуктів приділяла велику увагу. Термічно електропровідні гумові вироби широко використовуються в галузі аерокосмічної, авіації, електроніки та електричних приладів, щоб відігравати роль у теплопровідності, ізоляції та поглинанні амортизації. Поліпшення теплопровідності є надзвичайно важливим для термічно електропровідних гумових продуктів. Гумовий композитний матеріал, підготовлений термічно електропровідним наповнювачем, може ефективно переносити тепло, що має велике значення для ущільнення та мініатюризації електронних продуктів, а також підвищення їх надійності та продовження терміну експлуатації їх обслуговування.
В даний час гумові матеріали, що використовуються в шинах, повинні мати характеристики низького виробництва тепла та високої теплопровідності. З одного боку, у процесі вулканізації шини покращується продуктивність теплопередачі гуми, швидкість вулканізації збільшується, а споживання енергії зменшується; Тепло, що утворюється під час руху, знижує температуру туші та зменшує деградації продуктивності шин, спричинену надмірною температурою. Теплопровідність термічно електропровідної гуми в основному визначається гумовою матрицею та термічно електропровідним наповнювачем. Теплопровідність або частинок або волокнистого теплопровідного наповнювача набагато краща, ніж у гумової матриці.
Найпоширенішими термічно провідними наповнювачами є такі матеріали:
1. Кубічний бета -фазний карбід нано -кремнію (sic)
Нано-масштабний карбідний порошок кремнію утворює контактні ланцюги теплопровідності, і його простіше розгалужувати з полімерами, утворюючи скелет теплопровідності ланцюга Si-O-Si як основний шлях теплопровідності, який значно покращує теплопровідність композитного матеріалу без зменшення композитного матеріалу механічних властивостей.
Теплопровідність епоксидного композитного матеріалу карбіду кремнію збільшується зі збільшенням кількості карбіду кремнію, а карбід з наносиконом може надати композитному матеріалу хорошу теплопровідність, коли кількість низької. Міцність згинання та ударна міцність на епоксидні композитні матеріали карбіду кремнію збільшуються спочатку, а потім зменшуються зі збільшенням кількості карбіду кремнію. Поверхнева модифікація карбіду кремнію може ефективно покращити теплопровідність та механічні властивості композитного матеріалу.
Силіконовий карбід має стабільні хімічні властивості, його теплопровідність краща, ніж інші напівпровідникові наповнювачі, а його теплопровідність навіть більша, ніж у металу при кімнатній температурі. Дослідники з Пекінського університету хімічних технологій провели дослідження теплопровідності глинозему та кремнієвого карбіду, посиленого силіконовим гумою. Результати показують, що теплопровідність силіконової гуми збільшується зі збільшенням кількості карбіду кремнію; Коли кількість карбіду кремнію однакова, теплопровідність невеликої силіконової гумової карбіду розміру розміру частинок більша, ніж у великої силіконової силіконової гумової гуми розміром з розміром частинок; Теплопровідність кремнієвої гуми, посилена кремнієвим карбідом, краща, ніж у армованого глинозему кремнію. Коли масове співвідношення карбіду глинозему/кремнію становить 8/2, а загальна кількість - 600 частин, теплопровідність кремнієвої гуми - найкраща.
Алюмінієвий нітрид - це атомний кристал і належить до алмазного нітриду. Він може існувати стабільно при високій температурі 2200 ℃. Він має хорошу теплопровідність та низький коефіцієнт теплового розширення, що робить його хорошим матеріалом теплового удару. Теплопровідність нітриду алюмінію становить 320 Вт (м · к) -1, що близька до теплопровідності оксиду бору та карбіду кремнію, і більш ніж у 5 разів більша, ніж у глинозем. Дослідники з університету науки і технологій Цінгдао вивчали теплопровідність армованих алюмінієвими нітридом гумовими композитами EPDM. Результати показують, що: у міру збільшення кількості алюмінієвого нітриду збільшується теплопровідність композитного матеріалу; Теплопровідність композитного матеріалу без нітриду алюмінію становить 0,26 Вт (м · к) -1, коли кількість алюмінієвого нітриду збільшується до 80 частин, теплопровідність композитного матеріалу досягає 0,442 Вт (м · к) -1, збільшення на 70%.
Алюміній - це своєрідний багатофункціональний неорганічний наповнювач, який має велику теплопровідність, діелектричну константу та хорошу стійкість до зносу. Він широко використовується в гумових композиційних матеріалах.
Дослідники з Пекінського університету хімічних технологій перевірили теплопровідність нано-ауруміна/вуглецевої нанотрубок/природних гумових композитів. Результати показують, що комбіноване використання нано-алмінних та вуглецевих нанотрубок має синергетичний вплив на покращення теплопровідності композитного матеріалу; Коли кількість вуглецевих нанотрубок є постійною, теплопровідність композитного матеріалу лінійно збільшується зі збільшенням кількості нано-алуміна; Коли 100 При використанні нано-алмінри як термічно електропровідного наповнювача, теплопровідність композитного матеріалу збільшується на 120%. Коли 5 частин вуглецевих нанотрубок використовуються як термічно провідний наповнювач, теплопровідність композитного матеріалу збільшується на 23%. Коли 100 частин глинозему та 5 частин використовуються, коли вуглецеві нанотрубки використовуються як термічно електропровідний наповнювач, теплопровідність композитного матеріалу збільшується на 155%. Експеримент також робить наступні два висновки: по-перше, коли кількість вуглецевих нанотрубок є постійною, оскільки кількість нано-ауруміна збільшується, структура мережі наповнювача, утворена потоковими частинками наповнювача в гумі, поступово збільшується, а коефіцієнт втрати композиційного матеріалу поступово збільшується. Коли використовуються 100 частин нано-алмінри та 3 частини вуглецевих нанотрубок, генерація компресійного тепла композитного матеріалу динамічного компресії становить лише 12 ℃, а динамічні механічні властивості відмінні; По-друге, коли кількість вуглецевих нанотрубок фіксується, коли кількість нано-ауміну збільшується, твердість і міцність на розрив композитних матеріалів збільшуються, тоді як міцність на розрив і подовження при розриві зменшуються.
Вуглецеві нанотрубки мають чудові фізичні властивості, теплопровідність та електропровідність, і є ідеальними підсилюючими наповнювачами. Їх посилюючі гумові композитні матеріали привернули широку увагу. Вуглецеві нанотрубки утворюються за допомогою шарів графітових листів. Вони є новим типом графітового матеріалу з циліндричною структурою з діаметром десятків нанометрів (10-30 нм, 30-60 нм, 60-100 нм). Теплопровідність вуглецевих нанотрубок становить 3000 Вт (м · к) -1, що в 5 разів перевищує теплопровідність міді. Вуглецеві нанотрубки можуть значно покращити теплопровідність, електропровідність та фізичні властивості гуми, а їх арматура та теплопровідність кращі, ніж традиційні наповнювачі, такі як вуглець, вуглецеве волокно та скловолокна. Дослідники з університету науки та технологій Цінгдао провели дослідження теплопровідності вуглецевих нанотрубок/композитних матеріалів EPDM. Результати показують, що: вуглецеві нанотрубки можуть покращити теплопровідність та фізичні властивості композитних матеріалів; Зі збільшенням кількості вуглецевих нанотрубок, теплопровідність композитних матеріалів збільшується, а міцність на розрив і подовження при розриві спочатку збільшуються, а потім зменшуються, збільшуються напруга на розрив та міцність на розриви; Коли кількість вуглецевих нанотрубок невелика, вуглецеві нанотрубки великого діаметру легше утворювати ланцюги, що проводять тепло, ніж вуглецеві нанотрубки з невеликим діаметром, і вони краще поєднуються з гумовою матрицею.
Час посади: 30-2021 серпня
