Úvod
Polyfenylsulfid (PPS) je vysoce výkonný termoplastický polymer, který se díky své vysoké tepelné a chemické odolnosti a rozměrové stabilitě používá v náročných technických aplikacích. PPS hraje ústřední roli při výrobě tepelně a mechanicky namáhaných součástí, zejména v automobilovém, elektronickém a leteckém průmyslu. Komplexní znalost tepelné vodivosti má zásadní význam pro tepelný návrh a tepelné řízení takových součástí. Umožňuje přesné modelování tepelných toků a zabraňuje lokálnímu přehřátí, což následně zvyšuje provozní bezpečnost a životnost systémů.
Metoda GHFM
Přístroj TCT 716 Lambda, který funguje podle metody GHFM (hlídaný měřič tepelného toku), může díky své schopnosti přímo měřit tepelnou vodivost provádět přímou charakterizaci polymerů. Dokonce lze zjistit i small změny v chemickém složení, způsobené přidáním plniv.
Měření
Tabulky 1 a 2 popisují testované vzorky PPS a podmínky měření. K dispozici byly vzorky čistého a modifikovaného PPS (skleněná vlákna + Uhlíková čerňTeplota a atmosféra (proplachovací plyn) ovlivňují výsledky změny hmotnosti. Změnou atmosféry, např. z dusíku na vzduch, během měření TGA je možné oddělit a kvantifikovat přísady, např. saze, a objemový polymer. saze). Všechny vzorky byly analyzovány pomocí TCT 716 Lambda.
Tabulka 1: Vzorky
| Vzorek | Čistý PPS | Plněný PPS |
|---|---|---|
| Počet | 2 | 2 |
| Tloušťka | 4 a 5 mm | 4 a 5 mm |
| Průměr | Přibližně 51 mm | Přibližně 51 mm |
Tabulka 2: Parametry měření
| Teplotní program | 25 - 200 °C v krocích po 25 K |
|---|---|
| Teplotní gradient | 30 K |
| Tlak | 175 kPa |
| Kalibrační materiál | Vespel Sp1 |
Výsledky a diskuse
Na obrázku 1 je uveden přehled měření tepelné vodivosti získaných z plněných i neplněných vzorků PPS. Oranžové křivky měření ukazují výsledky zkoušek tepelné vodivosti vzorků vyrobených z čistého PPS, zatímco modré křivky měření představují výsledky pro plněné vzorky. Podle očekávání vykazují plněné vzorky výrazně vyšší tepelnou vodivost (přibližně 1,75krát) než čistý PPS. Výsledky pro plněné vzorky jsou téměř identické.
V případě vzorků vyrobených z čistého PPS má 4mm vzorek o něco nižší tepelnou vodivost (rozdíl přibližně 6,3 %). To je pravděpodobně způsobeno strukturálními rozdíly mezi oběma vzorky. Vzorek o tloušťce 4 mm se jeví jako nehomogenní (viz obrázek 2), což by při bližším zkoumání mohlo souviset s póry v určitých oblastech materiálu (viz obrázek 3). Tato strukturní nehomogenita pravděpodobně pochází z výrobního procesu. Póry obvykle vedou ke snížení tepelné vodivosti, což potvrzují výsledky měření TCT.
Souhrn
TCT 716 Lambda umožňuje přímé měření tepelné vodivosti polymerů a nabízí vysokou účinnost při analýze rozdílů tepelných vlastností mezi čistými polymerními matricemi a polymery vyztuženými plnivy. Spolehlivě detekuje i jemné rozdíly způsobené strukturními změnami v důsledku různých výrobních procesů.
Kromě toho je přístroj TCT 716 Lambda vybaven dvěma nezávislými testovacími zásobníky, které umožňují rychlejší sběr dat a vyšší propustnost - což je důležitá výhoda pro kontrolu kvality v průmyslovém prostředí.