Pendahuluan
PTFE (polytetrafluoroethylene), juga dikenal sebagai Teflon®, adalah polimer termoplastik yang dikenal dengan ketahanannya yang sangat baik terhadap bahan kimia dan panas. Bahan ini umumnya digunakan dalam berbagai aplikasi seperti peralatan masak, isolasi listrik, peralatan medis dan laboratorium, pelumas, segel, dan bahan paking. Selain itu, pengisi dapat dimasukkan ke dalam PTFE untuk memodifikasi propertinya. Misalnya, pengisi kaca sering ditambahkan untuk meningkatkan karakteristik termal dan mekanisnya. Oleh karena itu, memahami perilaku termal PTFE yang tidak terisi dan terisi di seluruh rentang suhu operasinya sangat penting.
Eksperimental
Konduktivitas termal ditentukan dengan menggunakan TCT 716 Lambda Pengukur Aliran Panas yang Dilindungi (GHFM). Teknik kondisi tunak ini melibatkan penempatan sampel dengan ketebalan yang diketahui di antara dua pelat yang dipertahankan pada suhu yang berbeda, sehingga memungkinkan panas mengalir melalui sampel. Aliran panas melalui ketebalan sampel diukur, dan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal kemudian dihitung.
Metode GHFM membedakan dirinya dari metode lain karena metode ini sangat efektif untuk spesimen yang secara tradisional sulit, misalnya bahan non-homogen dan anisotropik, seperti spesimen multi-layer dan komposit [1]. Selain bahan homogen yang lebih standar, GHFM juga dapat secara akurat menentukan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal dari bahan berlapis atau terisi (misalnya, polimer berisi kaca).
Untuk penelitian ini, sampel PTFE (tabel 1) diperoleh dari dua produsen yang berbeda, termasuk sampel PTFE yang tidak terisi dan sampel PTFE yang terisi serat kaca dari salah satu produsen. Setiap spesimen uji memiliki diameter sekitar 50 mm dan ketebalan 3 mm. Ringkasan informasi sampel disediakan dalam tabel di bawah ini. Pengukuran dilakukan pada kisaran suhu sekitar -10°C hingga 200°C, dan kalibrasi dilakukan dengan menggunakan Vespel® SP-1. Lapisan tipis senyawa sambungan termal silikon diaplikasikan di antara spesimen dan pelat instrumen untuk meminimalkan hambatan antarmuka. Tekanan sekitar 175 kPa diterapkan pada spesimen selama pengujian.
Tabel 1: Spesimen Uji
| Sampel 1 | Sampel 2 | Sampel 3 | |
|---|---|---|---|
| Bahan | PTFE yang tidak terisi | PTFE yang tidak terisi | PTFE yang diisi serat kaca |
| Produsen | A | B | B |
| Ketebalan sampel | 2.90 mm | 3.20 mm | 3.15 mm |
| KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. Kepadatan sampel | 2.118 g / cm³ | 2.166 g / cm³ | 2.172 g / cm³ |
Hasil dan Analisis
Konduktivitas termal yang terlihat versus suhu untuk sampel yang diuji disajikan pada gambar 1. Sampel yang tidak terisi dari produsen A (kurva biru) dan B (kurva oranye) selaras dengan nilai yang diharapkan dari literatur, yaitu sekitar 0,27 W/(m-K) pada suhu kamar [2]. Selain itu, Sampel 2 memiliki KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. kepadatan yang lebih tinggi daripada Sampel 1, yang menyebabkan peningkatan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal yang sesuai. Seperti yang diantisipasi, sampel dengan pengisi serat kaca menunjukkan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal yang jauh lebih tinggi. Selain itu, PTFE diketahui mengalami Transisi FaseIstilah transisi fase (atau perubahan fase) paling sering digunakan untuk menggambarkan transisi antara keadaan padat, cair dan gas.transisi fase padat-padat pada suhu kamar [3], yang terbukti dalam perubahan nyata dalam Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal yang tampak di wilayah suhu ini. (Perlu dicatat bahwa selama wilayah Transisi FaseIstilah transisi fase (atau perubahan fase) paling sering digunakan untuk menggambarkan transisi antara keadaan padat, cair dan gas.transisi fase ini, panas diserap oleh material, yang efeknya tidak termasuk dalam cakupan catatan aplikasi ini). Di atas daerah Transisi FaseIstilah transisi fase (atau perubahan fase) paling sering digunakan untuk menggambarkan transisi antara keadaan padat, cair dan gas.transisi fase ini, efek kenaikan suhu pada konduktivitas termal minimal [4].
Ringkasan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa sampel yang tidak terisi dari kedua produsen selaras dengan nilai konduktivitas termal yang diharapkan dari PTFE yang tidak terisi berdasarkan sumber literatur. Sampel dengan KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. kepadatan yang lebih tinggi menunjukkan konduktivitas termal yang lebih tinggi, dan sampel yang diisi serat kaca menunjukkan peningkatan konduktivitas termal. Selain itu, PTFE mengalami Transisi FaseIstilah transisi fase (atau perubahan fase) paling sering digunakan untuk menggambarkan transisi antara keadaan padat, cair dan gas.transisi fase padat-padat pada suhu kamar, yang terlihat jelas dalam perubahan konduktivitas termal. Di atas Transisi FaseIstilah transisi fase (atau perubahan fase) paling sering digunakan untuk menggambarkan transisi antara keadaan padat, cair dan gas.transisi fase ini, efek suhu pada konduktivitas termal minimal. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa TCT 716 Lambda sangat efektif untuk menganalisis sifat termal PTFE yang tidak terisi dan terisi.