Въведение
Полиметилметакрилатът (ПММА), наричан често акрилно стъкло или с търговски наименования като Plexiglas® или Perspex®, е прозрачен термопласт, известен със своята оптична прозрачност, твърдост, твърдост, устойчивост на разбиване, издръжливост и ниска плътност. Тези характеристики го правят идеален материал, често използван като алтернатива на стъклото, за широк спектър от приложения в оптиката, електрониката, автомобилната, морската, космическата и строителната промишленост. Предвид широката му употреба в различни индустрии, разбирането на топлинното поведение на PMMA е от съществено значение за гарантиране на безопасността, оптимизиране на топлинното управление и подобряване на дизайна, производителността и производствените процеси.
Експериментален
Два образеца от PMMA бяха тествани с помощта на TCT 716 Lambda Guarded Heat Flow Meter (GHFM) по метода, описан в ASTM E1530. Този метод на постоянното състояние включва поставяне на проба с известна дебелина между две плочи, поддържани при различни температури, като се позволява топлината да преминава през пробата.
След това се измерва топлинният поток през дебелината на образеца и се изчислява коефициентът на топлопроводност. Двата образеца са тествани в температурния диапазон от -10°C до 70°C на интервали от 10°C. Диаметърът на всеки образец е приблизително 51 mm, дебелината му е 3 mm, а плътността му е 1,18 g/cm³. Калибрирането е извършено с помощта на Vespel® SP-1. Образците бяха тествани при натоварване от 175 kPa, а за намаляване на контактното съпротивление беше нанесен тънък слой термопаста.
Резултати и обсъждане
Топлопроводимостта на PMMA в измервания температурен диапазон от -10°C до 70°C е приблизително 0,19 W/(m-K), като в рамките на този диапазон леко нараства до 0,20 W/(m-K). И двата образеца от PMMA са тествани три пъти в този диапазон, което показва добра повторяемост между измерванията; наблюдава се средно относително стандартно отклонение от 1 % в целия температурен диапазон.
Данните, представени на графика 1, представляват средната стойност на тези трикратни измервания. Очевидно е, че коефициентът на топлопроводност показва почти линейна тенденция в този температурен диапазон, а съответствието между двата отделни тестови образеца е отлично.
Стойностите на коефициента на топлопроводност за PMMA са налични в различни литературни източници. Обикновено литературните данни сочат, че коефициентът на топлопроводност на PMMA при стайна температура е около 0,19 W/(m-K). Antoniadis и др. са събрали множество литературни източници и са разработили препоръчителен набор от данни за PMMA в температурния диапазон от -178°C до 90°C [1]. Резултатите за коефициента на топлопроводимост от това изследване (средна стойност на проби 1 и 2 от PMMA) са представени на графика 2 заедно с референтните стойности от Antoniadis et al. Ясно е, че представените тук данни съвпадат изключително добре с референтните стойности.
Резюме
Топлопроводимостта на PMMA е измерена между -10°C и 70°C с помощта на TCT 716 Lambda Guarded Heat Flow Meter. Електропроводимостта варира от 0,19 W/(m-K) до 0,20 W/(m-K), като показва леко нарастване с температурата. Измерените стойности съвпадат плътно с референтните данни от литературата [1], което потвърждава, че TCT 716 Lambda осигурява точни и надеждни измервания на топлопроводимостта на PMMA - съществено свойство за разбиране на топлинните характеристики на материала.