聚碳酸酯材料的導熱性 (MP-1)

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介紹

聚碳酸酯是一類熱塑性聚合物,其堅韌的特性但易於成型而聞名。 這種多功能性使它們在廣泛的行業應用中非常受歡迎。 聚碳酸酯是天然透明,這使它們能夠承擔各種應用,在這些應用中,透明度是必須的,而其他具有類似強度和柔韌性的材料則做不到。 聚碳酸酯熱塑性塑料還具有出色的耐熱性和電阻性,這使它們成為絕緣體應用的完美選擇。 但是若在這些一些高溫溫度下,聚碳酸酯的熱物理性質會受到怎樣的影響?

此文章將通過測量兩種聚碳酸酯樣品的熱導率 (W/m·K)、熱擴散率 (mm2/s) 和體積比熱 (MJ/m3K) 隨著溫度升高而發生的變化,研究聚碳酸酯在高溫下的熱性質。

 

使用設備(MP-1)與樣品(聚碳酸酯)

使用 MP-1 瞬態平面源 (TPS) 方法測量聚碳酸酯熱塑性塑料樣品的熱導率 (W/m·K)、熱擴散率 (mm2/s) 和體積比熱 (MJ/m3K) 方法:標準模塊 . 帶有 TPS 標準模塊的 MP-1 用於測量各向同性材料的平均或整體熱導率和熱擴散率。 溫度平台 (TP) 用作 MP-1 的附件,用於測量聚碳酸酯的溫度。 溫度平台是一種緊湊的加熱冷卻裝置,用於通過 TPS 和 THW 方法測量熱物理性質。

聚碳酸酯

術語聚碳酸酯是指一組在其化學結構中包含碳酸酯基團的熱塑性聚合物。 它們是堅韌、天然透明的合成樹脂,雖然市面上有多種顏色可供選擇,但這種原材料的透光能力幾乎與玻璃相同。 聚碳酸酯可生產多種不同類型的材料,在需要抗衝擊性和透明度時特別有用。

Polycarbonate
圖1. 聚碳酸酯樣品圖片

MP-1 熱傳導檢測儀

MP-1 可在瞬態平面源(TPS,ISO 22007-2)和瞬態熱線(THW,ASTM D7896-19)的強大組合來測試固體、液體、糊狀物和粉末的絕對熱導率、熱擴散率和比熱。

Thermtest 瞬態平面溫度平台 (TPS-TP) 是 MP-1 系統內的可選組件之一,提供使用者進行 0 至 300 ℃ 的測量,同時也多種溫度區間可選 -20℃ /-50℃/ -160℃  ~ 300℃ 。 在 TPS-TP 中的測試,最大單個樣品尺寸可達直徑 40 mm 和厚度 20 mm。

MP-1及控溫平台TPS-TP
圖2. MP-1及控溫平台TPS-TP

聚碳酸酯測量的應用

聚碳酸酯是許多應用的理想材料,並以其多功能特性而聞名。 主要特性包括高衝擊強度、透光率、耐熱性和耐化學性。 其中通常以耐衝擊性和透明度為主要要求的應用中,例如汽車部件、防護裝備、眼鏡、醫療設備等。儘管它們是極其耐用的熱塑性塑料但同時也非常柔韌,與其他類似的聚合物不同,它們能夠在相對較低的溫度下形成不同的形狀。 獨特的品質使其在許多應用中比玻璃和 PMMA 更理想。

結果

使用標準的 6.4 毫米半徑雙螺旋 TPS 傳感器 (3317-1) 在對稱配置中測量聚碳酸酯樣品。 80s 和 20mW 的最佳測量參數是使用專有的 iTransient 應用程序確定的。

表 1. 10 至 100ᵒC 聚碳酸酯的各熱性質測量

聚碳酸酯(Polycarbonate);Sensor 6.4 mm半徑 (3317-1);測試時間80 秒;功率0.02 W;溫度23°C;n=5

結論

很明顯為什麼聚碳酸酯在當今許多不同的行業中如此普遍。 其獨特的柔韌性、耐用性、透明性和耐熱性使其遠遠領先於其他聚合物。 如本申請所示,其熱物理性質能夠承受高溫並保持穩定。

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