Inledning
Polyfenylensulfid (PPS) är en högpresterande termoplastisk polymer som används i krävande tekniska applikationer tack vare sin höga termiska och kemiska beständighet samt sin dimensionsstabilitet. PPS spelar en central roll vid tillverkning av termiskt och mekaniskt belastade komponenter, särskilt inom fordons-, elektronik- och flygindustrin. Omfattande kunskap om värmeledningsförmågan är avgörande för den termiska konstruktionen och den termiska hanteringen av sådana komponenter. Det möjliggör exakt modellering av värmeflöden och förhindrar lokal överhettning, vilket i sin tur ökar driftsäkerheten och livslängden för systemen.
GHFM-metoden
TCT 716 Lambda, som fungerar enligt GHFM-metoden (guarded heat flow meter), kan utföra en enkel karakterisering av polymerer tack vare sin förmåga att mäta värmeledningsförmågan direkt. Även small förändringar i den kemiska sammansättningen, på grund av tillsats av fyllmedel, kan upptäckas.
Mätningar
I tabellerna 1 och 2 beskrivs både de testade PPS-proverna och mätförhållandena. Prover av ren och modifierad PPS (glasfiber + kimrök) fanns tillgängliga. Alla prover analyserades med hjälp av TCT 716 Lambda.
Tabell 1: Prover
| Provbitar | Ren PPS | Fylld PPS |
|---|---|---|
| Antal | 2 | 2 |
| Tjocklek | 4 och 5 mm | 4 och 5 mm |
| Diameter | Cirka 51 mm | Cirka 51 mm |
Tabell 2: Mätparametrar
| Temperaturprogram | 25 - 200°C i steg om 25 K |
|---|---|
| Temperaturgradient | 30 K |
| Tryck | 175 kPa |
| Kalibreringsmaterial | Vespel Sp1 |
Resultat och diskussion
Figur 1 ger en översikt över mätningarna av värmeledningsförmågan från både fyllda och ofyllda PPS-prover. De orange mätkurvorna visar resultaten av värmekonduktivitetstesterna för proverna av ren PPS, medan de blå mätkurvorna visar resultaten för de fyllda proverna. Som väntat uppvisar de fyllda proverna en betydligt högre Termisk konduktivitetVärmekonduktivitet (λ med enheten W/(m-K)) beskriver transporten av energi - i form av värme - genom en masskropp som ett resultat av en temperaturgradient (se fig. 1). Enligt termodynamikens andra huvudsats strömmar värme alltid i riktning mot den lägre temperaturen.värmeledningsförmåga (ca. en faktor 1,75) än den rena PPS. Resultaten för de fyllda proverna är nästan identiska.
När det gäller proverna av ren PPS har det 4 mm stora provet en något lägre Termisk konduktivitetVärmekonduktivitet (λ med enheten W/(m-K)) beskriver transporten av energi - i form av värme - genom en masskropp som ett resultat av en temperaturgradient (se fig. 1). Enligt termodynamikens andra huvudsats strömmar värme alltid i riktning mot den lägre temperaturen.värmeledningsförmåga (skillnad på ca 6,3%). Detta beror förmodligen på strukturella skillnader mellan de två proverna. Det 4 mm stora provet verkar ha en inhomogenitet (se figur 2) som vid närmare granskning kan kopplas till porer inom vissa områden av materialet (se figur 3). Denna strukturella inhomogenitet härrör troligen från tillverkningsprocessen. Porer leder normalt till en minskning av värmeledningsförmågan, vilket bekräftas av resultaten från TCT-mätningarna.
Sammanfattning
TCT 716 Lambda möjliggör direkt mätning av polymerers Termisk konduktivitetVärmekonduktivitet (λ med enheten W/(m-K)) beskriver transporten av energi - i form av värme - genom en masskropp som ett resultat av en temperaturgradient (se fig. 1). Enligt termodynamikens andra huvudsats strömmar värme alltid i riktning mot den lägre temperaturen.värmeledningsförmåga och är mycket effektiv vid analys av skillnader i termiska egenskaper mellan rena polymermatriser och fyllnadsförstärkta polymerer. Den upptäcker också på ett tillförlitligt sätt subtila variationer som orsakas av strukturella förändringar till följd av olika tillverkningsprocesser.
Dessutom har TCT 716 Lambda två oberoende teststaplar, vilket möjliggör snabbare datainsamling och högre genomströmning - en viktig fördel för kvalitetskontroll i industriella miljöer.