V posledních letech se tepelné vodivosti pryžových výrobků věnuje velká pozornost.Tepelně vodivé pryžové výrobky jsou široce používány v oblasti letectví, letectví, elektroniky a elektrických spotřebičů, kde hrají roli při vedení tepla, izolaci a tlumení nárazů.Zlepšení tepelné vodivosti je u tepelně vodivých pryžových výrobků mimořádně důležité.Pryžový kompozitní materiál připravený tepelně vodivým plnivem dokáže účinně přenášet teplo, což má velký význam pro zahušťování a miniaturizaci elektronických výrobků, jakož i pro zlepšení jejich spolehlivosti a prodloužení jejich životnosti.
V současnosti musí mít pryžové materiály používané v pneumatikách vlastnosti nízkého vývinu tepla a vysoké tepelné vodivosti.Na jedné straně se v procesu vulkanizace pneumatik zlepší výkon přenosu tepla pryže, zvýší se rychlost vulkanizace a sníží se spotřeba energie;Teplo vznikající během jízdy snižuje teplotu kostry a snižuje degradaci výkonu pneumatiky způsobenou nadměrnou teplotou.Tepelná vodivost tepelně vodivého kaučuku je určena především pryžovou matricí a tepelně vodivým plnivem.Tepelná vodivost buď částic nebo vláknitého tepelně vodivého plniva je mnohem lepší než u kaučukové matrice.
Nejčastěji používaná tepelně vodivá plniva jsou následující materiály:
1. Nanokarbid křemíku fáze kubický beta (SiC)
Prášek karbidu křemíku v nanoměřítku tvoří kontaktní tepelné vodivé řetězce a snáze se rozvětvuje s polymery, čímž tvoří kostru vedení tepla Si-O-Si řetězce jako hlavní cestu vedení tepla, což výrazně zlepšuje tepelnou vodivost kompozitního materiálu bez snížení kompozitní materiál Mechanické vlastnosti.
Tepelná vodivost epoxidového kompozitního materiálu karbidu křemíku se zvyšuje se zvýšením množství karbidu křemíku a nanokarbid křemíku může poskytnout kompozitnímu materiálu dobrou tepelnou vodivost, když je množství nízké.Pevnost v ohybu a rázová houževnatost epoxidových kompozitních materiálů z karbidu křemíku nejprve roste a poté klesá s rostoucím množstvím karbidu křemíku.Povrchová úprava karbidu křemíku může účinně zlepšit tepelnou vodivost a mechanické vlastnosti kompozitního materiálu.
Karbid křemíku má stabilní chemické vlastnosti, jeho tepelná vodivost je lepší než u jiných polovodičových plniv a jeho tepelná vodivost je dokonce větší než u kovu při pokojové teplotě.Výzkumníci z Pekingské univerzity chemické technologie provedli výzkum tepelné vodivosti silikonového kaučuku vyztuženého oxidem hlinitým a karbidem křemíku.Výsledky ukazují, že tepelná vodivost silikonového kaučuku se zvyšuje se zvyšujícím se množstvím karbidu křemíku;když je množství karbidu křemíku stejné, tepelná vodivost silikonového kaučuku vyztuženého karbidem křemíku s malou velikostí částic je větší než tepelná vodivost silikonového kaučuku vyztuženého karbidem křemíku s velkou velikostí částic;Tepelná vodivost křemíkové pryže vyztužené karbidem křemíku je lepší než u křemíkové pryže vyztužené oxidem hlinitým.Když je hmotnostní poměr oxidu hlinitého/karbidu křemíku 8/2 a celkové množství je 600 dílů, je tepelná vodivost křemíkového kaučuku nejlepší.
Nitrid hliníku je atomový krystal a patří k nitridu diamantu.Může existovat stabilně při vysoké teplotě 2200 ℃.Má dobrou tepelnou vodivost a nízký koeficient tepelné roztažnosti, což z něj dělá dobrý materiál pro tepelné šoky.Tepelná vodivost nitridu hliníku je 320 W·(m·K)-1, což se blíží tepelné vodivosti oxidu boru a karbidu křemíku a je více než 5krát větší než u oxidu hlinitého.Vědci z Qingdao University of Science and Technology studovali tepelnou vodivost pryžových kompozitů EPDM vyztužených nitridem hliníku.Výsledky ukazují, že: jak se zvyšuje množství nitridu hliníku, zvyšuje se tepelná vodivost kompozitního materiálu;tepelná vodivost kompozitního materiálu bez nitridu hliníku je 0,26 W·(m·K)-1, kdy se množství nitridu hliníku zvýší na Při 80 dílech dosahuje tepelná vodivost kompozitního materiálu 0,442 W·(m·K) -1, nárůst o 70 %.
Alumina je druh multifunkčního anorganického plniva, který má velkou tepelnou vodivost, dielektrickou konstantu a dobrou odolnost proti opotřebení.Je široce používán v pryžových kompozitních materiálech.
Výzkumníci z Pekingské univerzity chemické technologie testovali tepelnou vodivost kompozitů nano-oxid hlinitý/uhlíkové nanotrubice/přírodní kaučuk.Výsledky ukazují, že kombinované použití nano-aluminy a uhlíkových nanotrubic má synergický efekt na zlepšení tepelné vodivosti kompozitního materiálu;když je množství uhlíkových nanotrubic konstantní, tepelná vodivost kompozitního materiálu roste lineárně se zvyšováním množství nano-oxidu hlinitého;při 100 Při použití nano-oxidu hlinitého jako tepelně vodivého plniva se tepelná vodivost kompozitního materiálu zvýší o 120 %.Při použití 5 dílů uhlíkových nanotrubic jako tepelně vodivého plniva se tepelná vodivost kompozitního materiálu zvýší o 23 %.Při použití 100 dílů oxidu hlinitého a 5 dílů Při použití uhlíkových nanotrubic jako tepelně vodivého plniva se tepelná vodivost kompozitního materiálu zvýší o 155 %.Experiment také vyvozuje následující dva závěry: Za prvé, když je množství uhlíkových nanotrubiček konstantní, jak se zvyšuje množství nano-oxidu hlinitého, struktura výplňové sítě tvořená vodivými částicemi výplně v gumě se postupně zvyšuje a ztrátový faktor kompozitního materiálu postupně přibývá.Když je použito 100 dílů nano-oxidu hlinitého a 3 díly uhlíkových nanotrubiček dohromady, dynamické kompresní teplo kompozitního materiálu je pouze 12 ℃ a dynamické mechanické vlastnosti jsou vynikající;za druhé, když je množství uhlíkových nanotrubiček neměnné, jak se zvyšuje množství nano-oxidu hlinitého, zvyšuje se tvrdost a pevnost v roztržení kompozitních materiálů, zatímco pevnost v tahu a prodloužení při přetržení se snižují.
Uhlíkové nanotrubice mají vynikající fyzikální vlastnosti, tepelnou vodivost a elektrickou vodivost a jsou ideálními výztužnými plnidly.Jejich výztužným pryžovým kompozitním materiálům se dostalo široké pozornosti.Uhlíkové nanotrubice jsou tvořeny zvlněním vrstev grafitových plátů.Jsou novým typem grafitového materiálu s válcovou strukturou o průměru desítek nanometrů (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm).Tepelná vodivost uhlíkových nanotrubic je 3000 W·(m·K)-1, což je 5násobek tepelné vodivosti mědi.Uhlíkové nanotrubice mohou výrazně zlepšit tepelnou vodivost, elektrickou vodivost a fyzikální vlastnosti pryže a jejich vyztužení a tepelná vodivost jsou lepší než tradiční plniva, jako jsou saze, uhlíková vlákna a skleněné vlákno.Výzkumníci z Qingdao University of Science and Technology provedli výzkum tepelné vodivosti uhlíkových nanotrubiček/EPDM kompozitních materiálů.Výsledky ukazují, že: uhlíkové nanotrubice mohou zlepšit tepelnou vodivost a fyzikální vlastnosti kompozitních materiálů;se zvyšujícím se množstvím uhlíkových nanotrubic se zvyšuje tepelná vodivost kompozitních materiálů a pevnost v tahu a prodloužení při přetržení se nejprve zvyšují a poté snižují. Zvyšuje se tahové napětí a pevnost v roztržení;když je množství uhlíkových nanotrubiček malé, uhlíkové nanotrubičky s velkým průměrem se snáze tvoří tepelně vodivé řetězce než uhlíkové nanotrubičky s malým průměrem a lépe se kombinují s pryžovou matricí.
Čas odeslání: 30. srpna 2021