Въведение
Полифенилен сулфидът (PPS) е високоефективен термопластичен полимер, който се използва в сложни технически приложения благодарение на високата си термична и химическа устойчивост, както и на стабилността на размерите. PPS играе централна роля в производството на термично и механично натоварени компоненти, особено в автомобилната, електронната и космическата промишленост. Цялостното познаване на топлопроводимостта е от решаващо значение за проектирането и управлението на топлината на такива компоненти. То дава възможност за прецизно моделиране на топлинните потоци и предотвратява локални прегрявания, което от своя страна повишава експлоатационната безопасност и живота на системите.
Метод GHFM
Сайтът TCT 716 Lambda, който функционира по метода GHFM (охраняем топломер), може да извършва лесно характеризиране на полимери благодарение на способността си да измерва директно топлопроводимостта. Могат да бъдат открити дори small промени в химическия състав, дължащи се на добавянето на пълнители.
Измервания
В таблици 1 и 2 са описани както тестваните образци от PPS, така и условията на измерване. Налични са образци от чист и модифициран PPS (стъклени влакна + въглеродни сажди). Всички проби бяха анализирани с помощта на TCT 716 Lambda.
Таблица 1: Образци
| Образец | Чист PPS | Запълнен PPS |
|---|---|---|
| Брой | 2 | 2 |
| Дебелина | 4 и 5 мм | 4 и 5 мм |
| Диаметър | Приблизително 51 mm | Приблизително 51 мм |
Таблица 2: Параметри на измерването
| Температурна програма | 25 - 200°C на стъпки от 25 K |
|---|---|
| Температурен градиент | 30 K |
| Налягане | 175 kPa |
| Материал за калибриране | Vespel Sp1 |
Резултати и обсъждане
На фигура 1 е представен преглед на измерванията на коефициента на топлопроводност, получени от напълнени и ненапълнени образци от PPS. Оранжевите криви на измерванията показват резултатите от тестовете за топлопроводимост на образците, изработени от чист PPS, докато сините криви на измерванията представят резултатите за запълнените образци. Както се очакваше, напълнените образци показват значително по-висока топлопроводимост (приблизително 1,75 пъти) от чистия PPS. Резултатите за напълнените образци са почти идентични.
При образците, изработени от чист PPS, 4-милиметровият образец има малко по-ниска топлопроводимост (разлика от приблизително 6,3 %). Това вероятно се дължи на структурните различия между двата образеца. Пробата с диаметър 4 mm изглежда има нехомогенност (вж. фигура 2), която при по-внимателно разглеждане може да се свърже с пори в определени области на материала (вж. фигура 3). Тази структурна нееднородност вероятно се дължи на производствения процес. Порите обикновено водят до намаляване на топлопроводимостта, което се потвърждава от резултатите от измерванията на TCT.
Резюме
TCT 716 Lambda дава възможност за директно измерване на топлопроводността на полимерите и предлага висока ефективност при анализа на разликите в топлинните свойства между чисти полимерни матрици и полимери, подсилени с пълнители. Той също така надеждно открива фини вариации, причинени от структурни промени в резултат на различни производствени процеси.
Освен това TCT 716 Lambda разполага с два независими тестови стека, което позволява по-бързо събиране на данни и по-висока производителност - важно предимство за контрола на качеството в промишлена среда.