Введение
Полифениленсульфид (ПФС) - это высокоэффективный термопластичный полимер, который используется в сложных технических приложениях благодаря своей высокой термической и химической стойкости, а также стабильности размеров. ППС играет центральную роль в производстве термически и механически нагруженных компонентов, особенно в автомобильной, электронной и аэрокосмической промышленности. Всестороннее знание теплопроводности имеет решающее значение для теплового проектирования и терморегулирования таких компонентов. Оно позволяет точно моделировать тепловые потоки и предотвращать локальный перегрев, что, в свою очередь, повышает безопасность эксплуатации и срок службы систем.
Метод GHFM
Прибор TCT 716 Lambda, работающий по методу GHFM (тепловой расходомер с защитой), позволяет легко определять характеристики полимеров благодаря возможности прямого измерения теплопроводности. Даже small изменения в химическом составе, связанные с добавлением наполнителей, могут быть обнаружены.
Измерения
В таблицах 1 и 2 описаны образцы ППС и условия измерений. Были доступны образцы чистого и модифицированного ППС (стекловолокно + сажа). Все образцы были проанализированы на сайте TCT 716 Lambda.
Таблица 1: Образцы
| Образец | Чистый ППС | Наполненный ППС |
|---|---|---|
| Количество | 2 | 2 |
| Толщина | 4 и 5 мм | 4 и 5 мм |
| Диаметр | Приблизительно 51 мм | Приблизительно 51 мм |
Таблица 2: Параметры измерения
| Температурная программа | 25 - 200°C с шагом 25 К |
|---|---|
| Температурный градиент | 30 K |
| Давление | 175 кПа |
| Калибровочный материал | Vespel Sp1 |
Результаты и обсуждение
На рис. 1 представлен обзор измерений теплопроводности, полученных на образцах из наполненного и ненаполненного ППС. Оранжевые кривые показывают результаты испытаний на теплопроводность для образцов из чистого ППС, а синие кривые - результаты для наполненных образцов. Как и ожидалось, наполненные образцы демонстрируют значительно более высокую теплопроводность (примерно в 1,75 раза), чем чистый ППС. Результаты для наполненных образцов практически идентичны.
В случае образцов из чистого ППС 4-миллиметровый образец имеет несколько меньшую теплопроводность (разница составляет около 6,3%). Вероятно, это связано со структурными различиями между двумя образцами. 4-миллиметровый образец имеет неоднородность (см. рис. 2), которая при ближайшем рассмотрении может быть связана с порами в определенных областях материала (см. рис. 3). Эта структурная неоднородность, вероятно, возникла в процессе производства. Поры обычно приводят к снижению теплопроводности, что подтверждается результатами измерений ТСТ.
Резюме
Прибор TCT 716 Lambda позволяет напрямую измерять теплопроводность полимеров и обеспечивает высокую эффективность при анализе различий тепловых свойств между чистыми полимерными матрицами и полимерами, армированными наполнителями. Он также надежно обнаруживает тонкие различия, вызванные структурными изменениями, возникающими в результате различных производственных процессов.
Кроме того, TCT 716 Lambda оснащен двумя независимыми испытательными стеками, что позволяет ускорить сбор данных и повысить пропускную способность - важное преимущество для контроля качества в промышленных условиях.