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塑料和弹性体

伴热保温

塑料的绝热:技术性能

为什么塑料是一种好的绝缘体?


塑料是很差的热导体,因为它们几乎没有像金属那样的传导机制所需要的自由电子。

塑料的隔热能力通过测量热导率来额定。热传导是热量从物体的一个部分传递到与之接触的另一个部分的过程。

  • 对于0 ~ 200°C的非晶塑料,热导率在0.125 ~ 0.2之间
    Wm-1K-1
  • 部分结晶的热塑性塑料具有有序的结晶区域,因此具有更好的导电性

聚合物的绝热性(热塑性塑料,泡沫或热固性塑料)是:
  1. 了解材料到最终产品的加工过程
  2. 建立材料的适当应用。绝缘用聚合泡沫

例如,PUR和PIR可以作为板材料成型,用作屋顶、抹灰墙、夹层墙和地板的隔热泡沫。



查看更多关于隔热的信息:

»如何测量塑料的导热系数?
»材料如何传导-机制
»影响保温的因素
»几种塑料的隔热值


如何测量聚合物的导热系数


有几种方法可以测量热导率。塑料热导率一般按ASTM C177和ISO 8302测量,使用防护热板仪。

防护热板装置被公认为是测量平板形式的均匀绝缘材料热传递特性的主要绝对方法。

防护热板——材料的固体样品放在两块板之间。一个板加热,另一个板冷却或加热到较小的程度。监测板的温度,直到它们恒定。稳态温度,样品的厚度和热板输入的热量被用来计算热导率。

因此,导热系数k的计算公式为:

塑料的导热系数。公式

在哪里
  • Q是通过样品基底面积的热量[W]
  • 样本的基底面积[m2
  • D样品两侧之间的距离[m]
  • T2样品较热一侧的温度[K]
  • T1样品较冷一侧的温度[K]


热传导机理


聚合物中的热传导是基于分子在分子内和分子间键间的运动。结构上的改变,例如交联热固性材料弹性体增加热导率,因为范德华键逐渐被具有更大热导率的价键所取代。

或者,减少键间路径长度或导致聚合物无序或自由体积增加的因素导致热导率降低,从而提高隔热性能。

上面也提到了聚合物结晶性的存在结果改善了分子的填充,从而增加了热导率。

  • 无定形聚合物的导热系数随温度的升高而增加,最高可达玻璃化转变温度,Tg.在Tg以上,热导率随温度升高而降低

  • 由于凝固后密度增加半晶状的热塑性塑料,固态时导热系数高于熔体时。而在熔融状态下,半结晶聚合物的导热系数降低到非晶态聚合物的导热系数

各种聚合物的热导率
各种聚合物的热导率
(来源:聚合物加工Tim A. Osswald, Juan Pablo Hernández-Ortiz)


影响保温效果的因素


  1. 有机塑料是很好的绝缘体。聚合物的热导率随着填料含量的增加而增加(或纤维含量按体积分数增加至20%)。
    1. 无机填料较高的导热系数增加了材料的导热系数填充聚合物
    2. 由于在结构中加入了气体填料,聚合物泡沫的热传导明显下降。增加泡沫中封闭单元的数量,通过对流使热传导最小化,进一步改善了绝缘性能

  2. 熔体的导热系数随静水压力的增大而增大。

  3. 塑料的压缩进一步对绝热起到相反的作用,因为它增加了分子的填充密度

  4. 影响热导率的其他因素是材料的密度材料的湿度和环境温度。随着密度、湿度和温度的增加,热导率也会增加。


几种塑料的绝热值


点击寻找您正在寻找的聚合物:
得了 | e m | PA-PC | PE-PL | PM-PP | PS-X

聚合物的名字 最小值(W /该调查) 马克思价值(W /该调查)
ABS -丙烯腈丁二烯苯乙烯
0.130 0.190
ABS阻燃
0.173 0.175
ABS高温 0.200 0.400
ABS高影响 0.200 0.400
ABS/PC混合20%玻璃纤维 0.140 0.150
ASA -丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯
0.170 0.170
ASA/PC共混-丙烯腈-苯乙烯丙烯酸酯/聚碳酸酯共混
0.170 0.170
ASA / PC阻燃 0.170 0.700
CA -醋酸纤维素
0.250 0.250
CAB -醋酸纤维素丁酸酯
0.250 0.250
CP -本体酸纤维素 0.190 0.190
氯化聚氯乙烯
0.160 0.160
ECTFE 0.150 0.150
EVOH -乙烯乙烯醇
0.340 0.360
FEP -氟化乙烯丙烯
0.250 0.250
高密度聚乙烯
0.450 0.500
HIPS -高冲击聚苯乙烯
0.110 0.140
HIPS阻燃剂V0 0.120 0.120
离聚体(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物)
0.230 0.250
LCP -液晶聚合物玻璃纤维增强 0.270 0.320
低密度聚乙烯
0.320 0.350
线性低密度聚乙烯
0.350 0.450
MABS(透明丙烯腈丁二烯苯乙烯) 0.170 0.180
pa11 -(聚酰胺11)30%玻璃纤维增强
0.330 0.330
导电PA 11日 0.330 0.330
PA 11、灵活 0.330 0.330
刚性PA 11日 0.330 0.330
PA 12、灵活 0.330 0.330
PA 12,刚性 0.330 0.330
pa46 -聚酰胺46
0.300 0.300
pa6 -聚酰胺6
0.240 0.240
pa6 -10 -聚酰胺6-10
0.210 0.210
pa66 -聚酰胺6-6
0.250 0.250
pa66, 30%玻璃纤维 0.280 0.280
pa66, 30%矿物填充 0.380 0.380
pa66,耐冲击改性,15-30%玻璃纤维 0.300 0.300
pa66,影响修改
0.240 0.450
PAI -聚酰胺-酰亚胺
0.240 0.540
PAI, 30%玻璃纤维 0.360 0.360
拜,低摩擦 0.520 0.520
PAR - Polyarylate
0.180 0.210
帕拉(Polyarylamide)、玻璃纤维30-60%
0.300 0.400
聚对苯二甲酸丁二酯
0.210 0.210
PBT, 30%玻璃纤维 0.240 0.240
PC(聚碳酸酯)20-40%玻璃纤维 0.220 0.220
PC(聚碳酸酯)20-40%玻璃纤维阻燃剂 0.210 0.390
PC(聚碳酸酯、高热量
0.210 0.210
PE(聚乙烯30%玻璃纤维
0.300 0.390
PEEK - Polyetheretherketone
0.250 0.250
PEEK 30%碳纤维增强 0.900 0.950
PEEK 30%玻璃纤维增强 0.430 0.430
裴——Polyetherimide
0.220 0.250
PEI, 30%玻璃纤维增强 0.230 0.260
PEKK (Polyetherketoneketone),低结晶度
1.750 1.750
PESU——Polyethersulfone
0.170 0.190
PET -聚对苯二甲酸乙二醇酯
0.290 0.290
PET, 30%玻璃纤维增强 0.330 0.330
PETG -聚对苯二甲酸乙二醇酯
0.190 0.190
PFA——Perfluoroalkoxy
0.190 0.260
π-聚酰亚胺
0.100 0.350
聚乳酸-聚乳酸
0.110 0.195
PMMA -有机玻璃/丙烯酸
0.150 0.250
PMMA(丙烯酸),高温 0.120 0.210
PMMA(丙烯酸)冲击改性
0.200 0.220
聚甲醛(缩醛)
0.310 0.370
POM(缩醛)低摩擦 0.310 0.310
PP -聚丙烯10 - 20%玻璃纤维
0.200 0.300
PP, 10-40%矿物填充 0.300 0.400
PP, 10-40%滑石粉填充 0.300 0.400
PP, 30-40%玻璃纤维增强 0.300 0.300
PP(聚丙烯)共聚物
0.150 0.210
PP(聚丙烯)均聚物
0.150 0.210
影响PP、改性
0.150 0.210
聚苯醚
0.160 0.220
PPE, 30%玻璃纤维增强 0.280 0.280
PPE、阻燃 0.160 0.220
聚苯硫醚
0.290 0.320
PPS, 20-30%玻璃纤维增强 0.300 0.300
PPS, 40%玻璃纤维增强 0.300 0.300
PPS,导电 0.300 0.400
PPS,玻璃纤维和矿物填充 0.600 0.600
PS(聚苯乙烯)30%玻璃纤维 0.190 0.190
PS(聚苯乙烯)晶体 0.160 0.160
PS,高温 0.160 0.160
事业单位-聚砜
0.120 0.260
PSU, 30%玻璃纤维增强 0.300 0.300
聚四氟乙烯-聚四氟乙烯
0.240 0.240
聚四氟乙烯,25%玻璃纤维增强 0.170 0.450
PVC、增塑的
0.160 0.160
PVC,增塑的 0.160 0.160
PVC刚性
0.160 0.160
聚偏氯乙烯
0.160 0.200
PVDF -聚偏氟乙烯
0.180 0.180
SAN -苯乙烯丙烯腈
0.150 0.150
SAN, 20%玻璃纤维增强 0.200 0.320
苯乙烯马来酸酐
0.170 0.170

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