Introduzione
Il polimetilmetacrilato (PMMA), comunemente chiamato vetro acrilico o con nomi commerciali come Plexiglas® o Perspex®, è un termoplastico trasparente noto per la sua trasparenza ottica, rigidità, resistenza alla frantumazione, durata e bassa densità. Queste caratteristiche lo rendono un materiale ideale, spesso utilizzato come alternativa al vetro, per un'ampia gamma di applicazioni nei settori dell'ottica, dell'elettronica, dell'industria automobilistica, navale, aerospaziale e delle costruzioni. Dato il suo ampio utilizzo in vari settori, la comprensione del comportamento termico del PMMA è essenziale per garantire la sicurezza, ottimizzare la gestione termica e migliorare la progettazione, le prestazioni e i processi di produzione.
Sperimentale
Due campioni di PMMA sono stati testati utilizzando il misuratore di flusso di calore con protezione TCT 716 Lambda (GHFM) secondo il metodo descritto in ASTM E1530. Questo metodo a stato stazionario prevede il posizionamento di un campione di spessore noto tra due piastre mantenute a temperature diverse, consentendo al calore di fluire attraverso il campione.
Si misura quindi il flusso di calore attraverso lo spessore del campione e si calcola la Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica. I due campioni sono stati testati in un intervallo di temperatura compreso tra -10°C e 70°C, a intervalli di 10°C. Ogni provino aveva un diametro di circa 51 mm, uno spessore di 3 mm e una densità di 1,18 g/cm³. La calibrazione è stata effettuata utilizzando Vespel® SP-1. I campioni sono stati testati con un carico di 175 kPa ed è stato applicato un sottile strato di pasta termica per ridurre la Resistenza di contattoSecondo la seconda legge della termodinamica, il trasferimento di calore tra due sistemi si muove sempre nella direzione da temperature più alte a temperature più basse. La quantità di energia termica trasferita per conduzione termica, ad esempio attraverso una parete di un edificio, è influenzata dalle resistenze termiche della parete in calcestruzzo e dello strato isolante.resistenza di contatto.
Risultati e discussione
La Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica del PMMA nell'intervallo di temperatura misurato da -10°C a 70°C è stata di circa 0,19 W/(m-K), aumentando leggermente a 0,20 W/(m-K) all'interno di questo intervallo. Entrambi i campioni di PMMA sono stati testati tre volte in questo intervallo, dimostrando una buona ripetibilità tra le misure; è stata osservata una deviazione standard relativa media dell'1% per l'intero intervallo di temperatura.
I dati presentati nel Grafico 1 rappresentano la media di queste misurazioni in triplo. È evidente che la Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica presenta un andamento quasi lineare in questo intervallo di temperatura e l'accordo tra i due campioni di prova separati è eccellente.
I valori di conducibilità termica del PMMA sono disponibili in varie fonti di letteratura. In genere, i valori di letteratura riportano che la conducibilità termica del PMMA a temperatura ambiente è di circa 0,19 W/(m-K). Antoniadis et al. hanno raccolto numerose fonti di letteratura e sviluppato un set di dati raccomandati per il PMMA in un intervallo di temperatura compreso tra -178°C e 90°C [1]. I risultati della Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica di questo studio (media dei campioni di PMMA 1 e 2) sono riportati nel grafico 2, insieme ai valori di riferimento di Antoniadis et al. È evidente che i dati qui presentati si allineano molto bene ai valori di riferimento.
Sintesi
La conducibilità termica del PMMA è stata misurata tra -10°C e 70°C utilizzando il misuratore di flusso di calore con protezione TCT 716 Lambda. La conduttività variava da 0,19 W/(m-K) a 0,20 W/(m-K), mostrando un leggero aumento con la temperatura. I valori misurati corrispondono strettamente ai dati di riferimento della letteratura [1], confermando che TCT 716 Lambda fornisce misure accurate e affidabili della Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica del PMMA, una proprietà essenziale per comprendere le caratteristiche termiche del materiale.