Introduktion
Polymethylmethacrylat (PMMA), ofte omtalt som akrylglas eller under handelsnavne som Plexiglas® eller Perspex®, er en gennemsigtig termoplast, der er kendt for sin optiske gennemsigtighed, stivhed, brudstyrke, holdbarhed og lave massefylde. Disse egenskaber gør det til et ideelt materiale, der ofte bruges som et alternativ til glas, til en lang række anvendelser inden for optik, elektronik, bil-, marine-, rumfarts- og byggeindustrien. På grund af den omfattende brug i forskellige brancher er det vigtigt at forstå PMMA's termiske opførsel for at sikre sikkerheden, optimere den termiske styring og forbedre design, ydeevne og fremstillingsprocesser.
Eksperimentel
To PMMA-prøver blev testet ved hjælp af TCT 716 Lambda Guarded Heat Flow Meter (GHFM) efter metoden beskrevet i ASTM E1530. Denne steadystate-metode indebærer, at man placerer en prøve af kendt tykkelse mellem to plader, der holdes på forskellige temperaturer, og lader varmen strømme gennem prøven.
Varmestrømmen gennem prøvens tykkelse måles derefter, og varmeledningsevnen beregnes. De to prøver blev testet i et temperaturområde fra -10 °C til 70 °C i intervaller på 10 °C. Hver prøve havde en diameter på ca. 51 mm, en tykkelse på 3 mm og en massefylde på 1,18 g/cm³. Kalibreringen blev udført med Vespel® SP-1. Prøverne blev testet under en StammeForvrængning beskriver en deformation af et materiale, som belastes mekanisk af en ydre kraft eller spænding. Gummiblandinger har krybeegenskaber, hvis de udsættes for en statisk belastning.belastning på 175 kPa, og der blev påført et tyndt lag termisk pasta for at reducere kontaktmodstanden.
Resultater og diskussion
Varmeledningsevnen for PMMA i det målte temperaturområde fra -10 °C til 70 °C var ca. 0,19 W/(m-K) og steg en smule til 0,20 W/(m-K) inden for dette område. Begge PMMA-prøver blev testet tre gange i dette område, hvilket viste en god repeterbarhed mellem målingerne; der blev observeret en gennemsnitlig relativ standardafvigelse på 1 % i hele temperaturområdet.
De data, der præsenteres i figur 1, repræsenterer gennemsnittet af disse tredobbelte målinger. Det er tydeligt, at varmeledningsevnen udviser en næsten lineær tendens over dette temperaturområde, og overensstemmelsen mellem de to separate testprøver er fremragende.
Værdier for Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne for PMMA er tilgængelige i forskellige litteraturkilder. Typisk rapporterer litteraturværdierne, at PMMA's Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne ved stuetemperatur er omkring 0,19 W/(m-K). Antoniadis et al. har samlet adskillige litteraturkilder og udviklet et anbefalet datasæt for PMMA over temperaturområdet fra -178 °C til 90 °C [1]. Resultaterne af varmeledningsevnen fra denne undersøgelse (gennemsnit af PMMA-prøve 1 og 2) er vist i figur 2 sammen med referenceværdierne fra Antoniadis et al. Det er tydeligt, at de data, der præsenteres her, stemmer ekstremt godt overens med referenceværdierne.
Sammenfatning
Varmeledningsevnen for PMMA blev målt mellem -10 °C og 70 °C ved hjælp af TCT 716 Lambda Guarded Heat Flow Meter. Ledningsevnen varierede fra 0,19 W/(m-K) til 0,20 W/(m-K) og viste en lille stigning med temperaturen. De målte værdier svarede nøje til referencedataene fra litteraturen [1], hvilket bekræfter, at TCT 716 Lambda giver nøjagtige og pålidelige målinger af PMMA's Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne, en vigtig egenskab for at forstå materialets termiske egenskaber.