Inledning
Polymetylmetakrylat (PMMA), vanligen kallat akrylglas eller under handelsnamn som Plexiglas® eller Perspex®, är en transparent termoplast som är känd för sin optiska transparens, styvhet, styvhet, splitterskydd, hållbarhet och låga TäthetMassdensiteten definieras som förhållandet mellan massa och volym. densitet. Dessa egenskaper gör det till ett idealiskt material, som ofta används som ett glasalternativ, för ett brett spektrum av applikationer inom optik, elektronik, fordons-, marin-, flyg- och byggindustrin. Med tanke på den omfattande användningen i olika branscher är det viktigt att förstå PMMA:s termiska beteende för att garantera säkerheten, optimera värmehanteringen och förbättra design, prestanda och tillverkningsprocesser.
Experimentell
Två PMMA-prover testades med hjälp av TCT 716 Lambda Guarded Heat Flow Meter (GHFM) enligt den metod som beskrivs i ASTM E1530. Denna metod innebär att ett prov med känd tjocklek placeras mellan två plattor som hålls vid olika temperaturer, varvid värme flödar genom provet.
Därefter mäts värmeflödet genom provets tjocklek och värmeledningsförmågan beräknas. De två provkropparna testades i ett temperaturintervall från -10°C till 70°C i intervaller om 10°C. Varje provkropp hade en diameter på ca 51 mm, en tjocklek på 3 mm och en TäthetMassdensiteten definieras som förhållandet mellan massa och volym. densitet på 1,18 g/cm³. Kalibreringen utfördes med Vespel® SP-1. Provkropparna testades under en belastning på 175 kPa och ett tunt lager termisk pasta applicerades för att minska kontaktmotståndet.
Resultat och diskussion
Värmekonduktiviteten för PMMA över det uppmätta temperaturområdet -10°C till 70°C var ca 0,19 W/(m-K), med en liten ökning till 0,20 W/(m-K) inom detta område. Båda PMMA-proverna testades tre gånger över detta intervall, vilket visade på god repeterbarhet mellan mätningarna; en genomsnittlig relativ standardavvikelse på 1% över hela temperaturintervallet observerades.
De data som presenteras i diagram 1 representerar genomsnittet av dessa trefaldiga mätningar. Det är uppenbart att värmeledningsförmågan uppvisar en nästan linjär trend över detta temperaturområde och att överensstämmelsen mellan de två separata testproverna är utmärkt.
Värden för 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 för PMMA finns tillgängliga i olika litteraturkällor. Vanligtvis rapporterar litteraturvärden att värmeledningsförmågan för PMMA vid rumstemperatur är cirka 0,19 W/(m-K). Antoniadis et al. har sammanställt ett stort antal litteraturkällor och tagit fram en rekommenderad datauppsättning för PMMA inom temperaturområdet -178°C till 90°C [1]. Resultaten för värmeledningsförmågan från denna studie (genomsnittet av PMMA-prov 1 och 2) visas i diagram 2, tillsammans med referensvärdena från Antoniadis et al. Det är tydligt att de data som presenteras här stämmer mycket väl överens med referensvärdena.
Sammanfattning
Värmekonduktiviteten hos PMMA mättes mellan -10°C och 70°C med hjälp av TCT 716 Lambda Guarded Heat Flow Meter. Konduktiviteten varierade från 0,19 W/(m-K) till 0,20 W/(m-K) och visade en liten ökning med temperaturen. De uppmätta värdena stämde väl överens med referensdata från litteraturen [1], vilket bekräftar att TCT 716 Lambda ger korrekta och tillförlitliga mätningar av PMMA:s 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, en viktig egenskap för att förstå materialets termiska egenskaper.