Introduzione
Il solfuro di polifenilene (PPS) è un polimero termoplastico ad alte prestazioni, utilizzato in applicazioni tecniche complesse grazie alla sua elevata resistenza termica e chimica e alla sua stabilità dimensionale. Il PPS svolge un ruolo centrale nella produzione di componenti sollecitati termicamente e meccanicamente, in particolare nell'industria automobilistica, elettronica e aerospaziale. La conoscenza completa della conducibilità termica è fondamentale per la progettazione e la gestione termica di tali componenti. Consente una modellazione precisa dei flussi di calore e previene il surriscaldamento locale, aumentando così la sicurezza operativa e la durata dei sistemi.
Metodo GHFM
TCT 716 Lambda, che funziona secondo il metodo GHFM (guarded heat flow meter), è in grado di effettuare una semplice caratterizzazione dei polimeri grazie alla sua capacità di misurare direttamente la conducibilità termica. È possibile rilevare persino small cambiamenti nella composizione chimica, dovuti all'aggiunta di cariche.
Misure
Le tabelle 1 e 2 descrivono i campioni di PPS testati e le condizioni di misura. Erano disponibili campioni di PPS puro e modificato (fibra di vetro + nerofumo). Tutti i campioni sono stati analizzati con il metodo TCT 716 Lambda.
Tabella 1: Campioni
| Campione | PPS puro | PPS riempito |
|---|---|---|
| Numero | 2 | 2 |
| Spessore | 4 e 5 mm | 4 e 5 mm |
| Diametro | Circa 51 mm | Circa 51 mm |
Tabella 2: Parametri di misura
| Programma di temperatura | 25 - 200°C in passi da 25-K |
|---|---|
| Gradiente di temperatura | 30 K |
| Pressione | 175 kPa |
| Materiale di calibrazione | Vespel Sp1 |
Risultati e discussione
La Figura 1 fornisce una panoramica delle misure di conducibilità termica ottenute da campioni di PPS riempiti e non riempiti. Le curve di misura arancioni mostrano i risultati dei test di conducibilità termica per i campioni di PPS puro, mentre le curve di misura blu rappresentano i risultati dei campioni riempiti. Come previsto, i campioni riempiti presentano una 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 significativamente più elevata (circa un fattore 1,75) rispetto al PPS puro. I risultati per i campioni riempiti sono quasi identici.
Nel caso dei campioni in PPS puro, il campione da 4 mm presenta una 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 leggermente inferiore (differenza di circa il 6,3%). Ciò è probabilmente dovuto alle differenze strutturali tra i due campioni. Il campione da 4 mm sembra presentare una disomogeneità (vedi figura 2) che, a un'analisi più attenta, potrebbe essere legata ai pori presenti in alcune aree del materiale (vedi figura 3). Questa disomogeneità strutturale deriva probabilmente dal processo di fabbricazione. I pori comportano normalmente una riduzione 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, come confermano i risultati delle misurazioni TCT.
Sintesi
Il sistema TCT 716 Lambda consente di misurare direttamente 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 dei polimeri e offre un'elevata efficacia nell'analisi delle differenze di proprietà termica tra matrici polimeriche pure e polimeri rinforzati con cariche. Rileva inoltre in modo affidabile le sottili variazioni causate da cambiamenti strutturali derivanti da diversi processi di produzione.
Inoltre, TCT 716 Lambda è dotato di due stack di test indipendenti, che consentono una raccolta dati più rapida e una maggiore produttività, un vantaggio importante per il controllo della qualità negli ambienti industriali.