مقدمة
كبريتيد البوليفينيلين متعدد البوليفينيلين (PPS) هو بوليمر لدن بالحرارة عالي الأداء يستخدم في التطبيقات التقنية الصعبة بسبب مقاومته الحرارية والكيميائية العالية بالإضافة إلى ثبات أبعاده. يلعب PPS دورًا محوريًا في تصنيع المكونات المجهدة حراريًا وميكانيكيًا، خاصةً في صناعات السيارات والإلكترونيات والفضاء. تُعد المعرفة الشاملة للتوصيل الحراري أمرًا بالغ الأهمية للتصميم الحراري والإدارة الحرارية لهذه المكونات. فهي تتيح نمذجة دقيقة للتدفقات الحرارية وتمنع السخونة الزائدة الموضعية، وكل ذلك بدوره يزيد من السلامة التشغيلية وعمر الخدمة للأنظمة.
طريقة GHFM
يمكن لجهاز TCT 716 Lambda ، الذي يعمل وفقًا لطريقة مقياس التدفق الحراري المحمي (GHFM)، إجراء توصيف مباشر للبوليمرات بفضل قدرته على قياس التوصيل الحراري مباشرة. حتى small التغيرات في التركيب الكيميائي، بسبب إضافة مواد مالئة، يمكن الكشف عنها.
القياسات
يصف الجدولان 1 و2 كلاً من عينات PPS المختبرة وظروف القياس. توفرت عينات من PPS النقية والمعدلة (ألياف زجاجية + أسود الكربون). تم تحليل جميع العينات باستخدام TCT 716 Lambda.
الجدول 1: العينات
| العينة | PPS النقي | PPS المملوءة |
|---|---|---|
| العدد | 2 | 2 |
| السُمك | 4 و5 مم | 4 و5 مم |
| القطر | 51 مم تقريباً | 51 مم تقريباً |
الجدول 2: معلمات القياس
| برنامج درجة الحرارة | 25 - 200 درجة مئوية بخطوات 25 درجة مئوية |
|---|---|
| تدرج درجة الحرارة | 30 K |
| الضغط | 175 كيلو باسكال |
| مادة المعايرة | فيسبل Sp1 |
النتائج والمناقشة
يقدم الشكل 1 نظرة عامة على قياسات التوصيل الحراري التي تم الحصول عليها من عينات PPS المملوءة وغير المملوءة. تُظهر منحنيات القياس البرتقالية نتائج اختبارات التوصيل الحراري للعينات المصنوعة من PPS النقي، بينما تمثل منحنيات القياس الزرقاء نتائج العينات المملوءة. كما هو متوقع، تُظهر العينات المملوءة موصلية حرارية أعلى بكثير (بمعامل 1.75 تقريبًا) من PPS النقي. نتائج العينات المملوءة متطابقة تقريبًا.
في حالة العينات المصنوعة من PPS النقي، فإن العينة التي يبلغ قطرها 4 مم لديها موصلية حرارية أقل قليلاً (فرق بنسبة 6.3% تقريبًا). ربما يرجع ذلك إلى الاختلافات الهيكلية بين العينتين. يبدو أن العينة التي يبلغ قطرها 4 مم تحتوي على عدم تجانس (انظر الشكل 2) والذي يمكن ربطه عند الفحص الدقيق بالمسامات داخل مناطق معينة من المادة (انظر الشكل 3). ربما ينشأ عدم التجانس الهيكلي هذا من عملية التصنيع. تؤدي المسام عادةً إلى انخفاض في التوصيل الحراري، وهو ما تؤكده نتائج قياسات TCT.
الملخص
يتيح TCT 716 Lambda القياس المباشر للتوصيل الحراري للبوليمرات ويوفر فعالية عالية في تحليل الاختلافات في الخصائص الحرارية بين مصفوفات البوليمر النقية والبوليمرات المعززة بالحشو. كما أنه يكتشف بشكل موثوق الاختلافات الدقيقة الناجمة عن التغيرات الهيكلية الناتجة عن عمليات التصنيع المختلفة.
بالإضافة إلى ذلك، يتميز الجهاز TCT 716 Lambda بمجموعتين مستقلتين للاختبار، مما يسمح بجمع البيانات بشكل أسرع وإنتاجية أعلى - وهي ميزة مهمة لمراقبة الجودة في البيئات الصناعية.