Giriş
Polifenilen sülfür (PPS), yüksek termal ve kimyasal direncinin yanı sıra boyutsal kararlılığı nedeniyle zorlu teknik uygulamalarda kullanılan yüksek performanslı bir termoplastik polimerdir. PPS, özellikle otomotiv, elektronik ve havacılık endüstrilerinde termal ve mekanik olarak gerilmiş bileşenlerin üretiminde merkezi bir rol oynamaktadır. Termal iletkenlik hakkında kapsamlı bilgi, bu tür bileşenlerin termal tasarımı ve termal yönetimi için çok önemlidir. Isı akışlarının hassas bir şekilde modellenmesini sağlar ve yerel aşırı ısınmayı önler, tüm bunlar da sistemlerin operasyonel güvenliğini ve hizmet ömrünü artırır.
GHFM Yöntemi
GHFM (korumalı ısı akış ölçer) yöntemine göre çalışan TCT 716 Lambda, termal iletkenliği doğrudan ölçebilme özelliği sayesinde polimerlerin basit bir karakterizasyonunu gerçekleştirebilir. Dolgu maddelerinin eklenmesi nedeniyle kimyasal bileşimdeki small değişiklikler bile tespit edilebilir.
Ölçümler
Tablo 1 ve 2'de hem test edilen PPS numuneleri hem de ölçüm koşulları açıklanmaktadır. Saf ve modifiye PPS (cam elyaf + karbon siyahı) numuneleri mevcuttu. Tüm numuneler TCT 716 Lambda kullanılarak analiz edilmiştir.
Tablo 1: Örnekler
| Örnek | Saf PPS | Doldurulmuş PPS |
|---|---|---|
| Sayı | 2 | 2 |
| Kalınlık | 4 ve 5 mm | 4 ve 5 mm |
| Çap | Yaklaşık 51 mm | Yaklaşık 51 mm |
Tablo 2: Ölçüm parametreleri
| Sıcaklık programı | 25-K adımlarla 25 - 200°C |
|---|---|
| Sıcaklık gradyanı | 30 K |
| Basınç | 175 kPa |
| Kalibrasyon malzemesi | Vespel Sp1 |
Sonuçlar ve Tartışma
Şekil 1, hem dolgulu hem de dolgusuz PPS numunelerinden elde edilen Termal İletkenlikTermal iletkenlik (W/(m-K) birimiyle λ), sıcaklık gradyanının bir sonucu olarak enerjinin - ısı şeklinde - kütleli bir cisim boyunca taşınmasını tanımlar (bkz. Şekil 1). Termodinamiğin ikinci yasasına göre, ısı her zaman düşük sıcaklık yönünde akar.termal iletkenlik ölçümlerine genel bir bakış sunmaktadır. Turuncu ölçüm eğrileri saf PPS'den yapılmış numuneler için Termal İletkenlikTermal iletkenlik (W/(m-K) birimiyle λ), sıcaklık gradyanının bir sonucu olarak enerjinin - ısı şeklinde - kütleli bir cisim boyunca taşınmasını tanımlar (bkz. Şekil 1). Termodinamiğin ikinci yasasına göre, ısı her zaman düşük sıcaklık yönünde akar.termal iletkenlik testlerinin sonuçlarını gösterirken, mavi ölçüm eğrileri doldurulmuş numuneler için sonuçları temsil etmektedir. Beklendiği gibi, dolgulu numuneler saf PPS'den önemli ölçüde daha yüksek bir Termal İletkenlikTermal iletkenlik (W/(m-K) birimiyle λ), sıcaklık gradyanının bir sonucu olarak enerjinin - ısı şeklinde - kütleli bir cisim boyunca taşınmasını tanımlar (bkz. Şekil 1). Termodinamiğin ikinci yasasına göre, ısı her zaman düşük sıcaklık yönünde akar.termal iletkenlik (yaklaşık 1,75 kat) sergilemektedir. Dolgulu numuneler için sonuçlar neredeyse aynıdır.
Saf PPS'den yapılmış numuneler söz konusu olduğunda, 4 mm'lik numune biraz daha düşük bir termal iletkenliğe sahiptir (fark yaklaşık %6,3). Bu muhtemelen iki numune arasındaki yapısal farklılıklardan kaynaklanmaktadır. 4 mm'lik numune, daha yakından incelendiğinde malzemenin belirli bölgelerindeki gözeneklerle bağlantılı olabilecek bir homojenliğe sahip gibi görünmektedir (bkz. Şekil 2) (bkz. Şekil 3). Bu yapısal homojensizlik muhtemelen üretim sürecinden kaynaklanmaktadır. Gözenekler normalde termal iletkenlikte bir azalmaya yol açar ve TCT ölçümlerinin sonuçları da bunu doğrulamaktadır.
Özet
TCT 716 Lambda polimerlerin termal iletkenliğinin doğrudan ölçülmesini sağlar ve saf polimer matrisleri ile dolgu maddesi takviyeli polimerler arasındaki termal özellik farklılıklarının analizinde yüksek etkinlik sunar. Ayrıca, farklı üretim süreçlerinden kaynaklanan yapısal değişikliklerin neden olduğu ince varyasyonları da güvenilir bir şekilde tespit eder.
Ayrıca TCT 716 Lambda, endüstriyel ortamlarda kalite kontrol için önemli bir avantaj olan daha hızlı veri toplama ve daha yüksek verim sağlayan iki bağımsız test yığınına sahiptir.