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。
的
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:
- 了解材料到最终产品的加工过程
- 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:
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
(来源:聚合物加工Tim A. Osswald, Juan Pablo Hernández-Ortiz)
影响保温效果的因素
- 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%)。
- 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.
- 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
- 熔体的导热系数随静水压力的增大而增大。
- 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
- 影响热导率的其他因素是材料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/m.K) |
最大值(W/m.K) |
ABS -丙烯腈丁二烯苯乙烯
|
0.130 |
0.190 |
ABS阻燃剂
|
0.173 |
0.175 |
ABS高温 |
0.200 |
0.400 |
ABS高冲击 |
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阻燃剂 |
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 |
PA 11,导电 |
0.330 |
0.330 |
PA 11,灵活 |
0.330 |
0.330 |
PA 11,刚性 |
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 |
PAI,低摩擦 |
0.520 |
0.520 |
PAR -聚丙烯酸酯
|
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,高温
|
0.210 |
0.210 |
PE -聚乙烯30%玻璃纤维
|
0.300 |
0.390 |
聚醚醚酮
|
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 |
PEI -聚醚酰亚胺
|
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 |
聚醚砜
|
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 |
全氟烷氧基
|
0.190 |
0.260 |
PI -聚酰亚胺
|
0.100 |
0.350 |
聚乳酸
|
0.110 |
0.195 |
PMMA -聚甲基丙烯酸甲酯/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 |
PP,影响修正
|
0.150 |
0.210 |
聚苯醚
|
0.160 |
0.220 |
PPE, 30%玻璃纤维增强 |
0.280 |
0.280 |
PPE,阻燃剂 |
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 |
PSU -聚砜
|
0.120 |
0.260 |
PSU, 30%玻璃纤维增强 |
0.300 |
0.300 |
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,塑化填充 |
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 |