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Medición precisa, evaluación diferenciada: Comportamiento térmico del PPS con y sin cargas

Introducción

El sulfuro de polifenileno (PPS) es un polímero termoplástico de alto rendimiento que se utiliza en aplicaciones técnicas exigentes debido a su elevada resistencia térmica y química, así como a su estabilidad dimensional. El PPS desempeña un papel fundamental en la fabricación de componentes sometidos a esfuerzos térmicos y mecánicos, sobre todo en las industrias automovilística, electrónica y aeroespacial. El conocimiento exhaustivo 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 es crucial para el diseño térmico y la gestión térmica de dichos componentes. Permite modelar con precisión los flujos de calor y evitar el sobrecalentamiento local, lo que a su vez aumenta la seguridad de funcionamiento y la vida útil de los sistemas.

Método GHFM

El TCT 716 Lambda, que funciona según el método GHFM (medidor de flujo térmico protegido), puede llevar a cabo una caracterización directa de los polímeros gracias a su capacidad para medir directamente 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. Incluso small permite detectar cambios en la composición química debidos a la adición de cargas.

Medidas

Las tablas 1 y 2 describen tanto las muestras de PPS ensayadas como las condiciones de medición. Se disponía de muestras de PPS puro y modificado (fibra de vidrio + Negro de humoLa temperatura y la atmósfera (gas de purga) afectan a los resultados del cambio de masa. Al cambiar la atmósfera de, por ejemplo, nitrógeno a aire durante la medición TGA, la separación y cuantificación de aditivos, por ejemplo, negro de carbono, y el polímero a granel puede llegar a ser posible.negro de humo). Todas las muestras se analizaron utilizando el sitio TCT 716 Lambda.

Cuadro 1: Muestras

MuestraPPS puroPPS relleno
Número22
Espesor4 y 5 mm4 y 5 mm
DiámetroAprox. 51 mmAprox. 51 mm

Tabla 2: Parámetros de medición

Programa de temperatura25 - 200°C en pasos de 25-K
Gradiente de temperatura30 K
Presión175 kPa
Material de calibraciónVespel Sp1

Resultados y debate

La figura 1 ofrece una visión general de las mediciones 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 obtenidas con muestras de PPS rellenas y sin rellenar. Las curvas de medición naranjas muestran los resultados de los ensayos 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 las muestras de PPS puro, mientras que las curvas de medición azules representan los resultados de las muestras rellenas. Como era de esperar, las muestras rellenas presentan una 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 significativamente mayor (aproximadamente por un factor de 1,75) que el PPS puro. Los resultados de las muestras rellenas son casi idénticos.

Gráfico comparativo de la conductividad térmica (W/m-K) de las muestras de PPS rellenas y sin rellenar a distintas temperaturas (°C).
1) 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 PPS relleno y sin relleno entre 25 y 200°C medida con el TCT 716 Lambda.

En el caso de las muestras de PPS puro, la muestra de 4 mm tiene una 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 ligeramente inferior (diferencia de aproximadamente un 6,3%). Esto se debe probablemente a diferencias estructurales entre las dos muestras. La muestra de 4 mm parece presentar una falta de homogeneidad (véase la figura 2) que, si se examina más detenidamente, podría estar relacionada con poros en determinadas zonas del material (véase la figura 3). Esta falta de homogeneidad estructural se debe probablemente al proceso de fabricación. Los poros provocan normalmente una reducción 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, lo que confirman los resultados de las mediciones TCT.

Dos discos circulares con texturas distintas, uno liso y el otro sutilmente estampado, colocados sobre una superficie oscura para su análisis.
2) PPS puro, 5 mm (izquierda) y 4 mm (derecha), con falta de homogeneidad (poros en las partes claras).
Análisis de la superficie que muestra los arañazos antes y después del resaltado con contornos rojos para mayor claridad en los resultados de las pruebas.
3) PPS puro no homogéneo - ligeramente poroso en las zonas claras; no poroso en las zonas oscuras

Resumen

El TCT 716 Lambda permite medir directamente 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 de los polímeros y ofrece una gran eficacia en el análisis de las diferencias de propiedades térmicas entre matrices poliméricas puras y polímeros reforzados con cargas. También detecta con fiabilidad variaciones sutiles causadas por cambios estructurales derivados de distintos procesos de fabricación.

Además, el TCT 716 Lambda cuenta con dos pilas de pruebas independientes, lo que permite una recogida de datos más rápida y un mayor rendimiento, una ventaja importante para el control de calidad en entornos industriales.

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