Introducción
El polimetacrilato de metilo (PMMA), conocido comúnmente como vidrio acrílico o por nombres comerciales como Plexiglas® o Perspex®, es un termoplástico transparente conocido por su transparencia óptica, rigidez, resistencia a la rotura, durabilidad y baja DensidadLa densidad de masa se define como la relación entre la masa y el volumen. densidad. Estas características lo convierten en un material ideal, utilizado con frecuencia como alternativa al vidrio, para una amplia gama de aplicaciones en los sectores de la óptica, la electrónica, la automoción, la náutica, la industria aeroespacial y la construcción. Dado su amplio uso en diversas industrias, comprender el comportamiento térmico del PMMA es esencial para garantizar la seguridad, optimizar la gestión térmica y mejorar el diseño, el rendimiento y los procesos de fabricación.
Experimental
Se ensayaron dos muestras de PMMA utilizando el medidor de flujo térmico protegido (GHFM) TCT 716 Lambda siguiendo el método descrito en ASTM E1530. Este método de estado estacionario consiste en colocar una muestra de espesor conocido entre dos placas mantenidas a diferentes temperaturas, permitiendo que el calor fluya a través de la muestra.
A continuación, se mide el flujo de calor a través del espesor de la muestra y se calcula la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica. Las dos muestras se probaron en un intervalo de temperatura de -10°C a 70°C en intervalos de 10°C. Cada probeta tenía un diámetro aproximado de 51 mm, un grosor de 3 mm y una DensidadLa densidad de masa se define como la relación entre la masa y el volumen. densidad de 1,18 g/cm³. La calibración se realizó con Vespel® SP-1. Las muestras se probaron con una carga de 175 kPa y se aplicó una fina capa de pasta térmica para reducir la Resistencia de contactoSegún la segunda ley de la termodinámica, la transferencia de calor entre dos sistemas siempre se mueve en la dirección de mayor a menor temperatura. La cantidad de energía térmica transferida por conducción de calor, por ejemplo, a través de un muro de un edificio, está influida por las resistencias térmicas del muro de hormigón y de la capa aislante.resistencia de contacto.
Resultados y debate
La Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica del PMMA en el intervalo de temperatura medido de -10°C a 70°C fue de aproximadamente 0,19 W/(m-K), aumentando ligeramente a 0,20 W/(m-K) dentro de este intervalo. Ambas muestras de PMMA se ensayaron tres veces en este intervalo, demostrando una buena repetibilidad entre las mediciones; se observó una desviación típica relativa media del 1% en todo el intervalo de temperaturas.
Los datos presentados en el gráfico 1 representan la media de estas mediciones por triplicado. Es evidente que la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica muestra una tendencia casi lineal en este intervalo de temperaturas, y la concordancia entre las dos muestras de ensayo es excelente.
Los valores de Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica del PMMA están disponibles en diversas fuentes bibliográficas. Normalmente, los valores de la bibliografía indican que la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica del PMMA a temperatura ambiente se sitúa en torno a 0,19 W/(m-K). Antoniadis et al. han recopilado numerosas fuentes bibliográficas y han desarrollado un conjunto de datos recomendados para el PMMA en el intervalo de temperaturas de -178°C a 90°C [1]. Los resultados de Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica de este estudio (promedio de las muestras 1 y 2 de PMMA) se representan en el gráfico 2, junto con los valores de referencia de Antoniadis et al. Es evidente que los datos presentados aquí se alinean muy bien con los valores de referencia.
Resumen
La Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica del PMMA se midió entre -10°C y 70°C utilizando el medidor de flujo de calor con protección TCT 716 Lambda. La conductividad osciló entre 0,19 W/(m-K) y 0,20 W/(m-K), mostrando un ligero aumento con la temperatura. Los valores medidos coincidieron estrechamente con los datos de referencia de la bibliografía [1], lo que confirma que el TCT 716 Lambda proporciona mediciones precisas y fiables de la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica del PMMA, una propiedad esencial para comprender las características térmicas del material.