Inleiding
Polymethylmethacrylate (PMMA), dat algemeen als acrylglas of door handelsnamen zoals Plexiglas® of Perspex® wordt bedoeld, is transparante thermoplast die voor zijn optische transparantie, stijfheid, starheid, verbrijzelingsweerstand, duurzaamheid, en lage DichtheidDe massadichtheid wordt gedefinieerd als de verhouding tussen massa en volume. dichtheid wordt gekend. Deze eigenschappen maken het tot een ideaal materiaal, dat vaak als glasalternatief wordt gebruikt, voor een groot aantal toepassingen in de optiek, elektronica, auto-industrie, scheepvaart, ruimtevaart en bouw. Gezien het uitgebreide gebruik in verschillende industrieën is inzicht in het thermische gedrag van PMMA essentieel om de veiligheid te garanderen, het thermisch beheer te optimaliseren en het ontwerp, de prestaties en de productieprocessen te verbeteren.
Experimenteel
Twee PMMA-monsters werden getest met de TCT 716 Lambda Guarded Heat Flow Meter (GHFM) volgens de methode beschreven in ASTM E1530. Bij deze steadystate-methode wordt een proefstuk met een bekende dikte tussen twee platen geplaatst die op verschillende temperaturen worden gehouden, waarbij warmte door het proefstuk stroomt.
De warmtestroom door de dikte van het proefstuk wordt dan gemeten en de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid wordt berekend. De twee proefstukken werden getest over een temperatuurbereik van -10°C tot 70°C in intervallen van 10°C. Elk testmonster had een diameter van ongeveer 51 mm, een dikte van 3 mm en een DichtheidDe massadichtheid wordt gedefinieerd als de verhouding tussen massa en volume. dichtheid van 1,18 g/cm³. De kalibratie werd uitgevoerd met Vespel® SP-1. De monsters werden getest onder een belasting van 175 kPa en er werd een dunne laag thermische pasta aangebracht om de ContactweerstandVolgens de tweede wet van de thermodynamica beweegt de warmteoverdracht tussen twee systemen altijd in de richting van hogere naar lagere temperaturen. De hoeveelheid thermische energie die wordt overgedragen door warmtegeleiding, bijvoorbeeld door een muur van een gebouw, wordt beïnvloed door de thermische weerstand van de betonnen muur en de isolatielaag.contactweerstand te verminderen.
Resultaten en discussie
De Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid van PMMA over het gemeten temperatuurbereik van -10 °C tot 70 °C was ongeveer 0,19 W/(m-K), licht toenemend tot 0,20 W/(m-K) binnen dit bereik. Beide PMMA-monsters werden drie keer over dit bereik getest, wat een goede herhaalbaarheid tussen de metingen liet zien; er werd een gemiddelde relatieve standaardafwijking van 1% over het hele temperatuurbereik waargenomen.
De gegevens in grafiek 1 vertegenwoordigen het gemiddelde van deze metingen in drievoud. Het is duidelijk dat de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid een bijna lineaire trend vertoont over dit temperatuurbereik en de overeenkomst tussen de twee afzonderlijke testmonsters is uitstekend.
Warmtegeleidingswaarden voor PMMA zijn beschikbaar in verschillende literatuurbronnen. Typische literatuurwaarden geven aan dat de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid van PMMA bij kamertemperatuur rond 0,19 W/(m-K) ligt. Antoniadis et al. hebben een groot aantal literatuurbronnen verzameld en een aanbevolen dataset voor PMMA ontwikkeld voor het temperatuurbereik van -178 °C tot 90 °C [1]. De warmtegeleidingsresultaten van dit onderzoek (gemiddelde van PMMA monsters 1 en 2) zijn uitgezet in grafiek 2, samen met de referentiewaarden van Antoniadis et al. Het is duidelijk dat de hier gepresenteerde gegevens zeer goed overeenkomen met de referentiewaarden.
Samenvatting
De Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid van PMMA werd gemeten tussen -10°C en 70°C met de TCT 716 Lambda Guarded Heat Flow Meter. De geleidbaarheid varieerde van 0,19 W/(m-K) tot 0,20 W/(m-K) en vertoonde een lichte stijging met de temperatuur. De gemeten waarden kwamen nauw overeen met de referentiegegevens uit de literatuur [1], wat bevestigt dat de TCT 716 Lambda nauwkeurige en betrouwbare metingen van de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid van PMMA levert, een essentiële eigenschap om de thermische eigenschappen van het materiaal te begrijpen.