Kerge kaal, odav, kõrge löögitugevus, vormitavus ja kohandatavus suurendavad kiiresti nõudlust termoplastide järele, mis aitavad hoida elektroonikat, valgustust ja automootoreid jahedana.#Polüolefiin
PolyOne'i soojusjuhtivaid ühendeid kasutatakse autotööstuses ja elektri- ja elektroonikaseadmetes, nagu LED-valgustid, jahutusradiaatorid ja elektroonikaümbrised.
Covestro Makroloni termoarvutitoodete hulka kuuluvad LED-lampide ja jahutusradiaatorite klassid.
RTP soojusjuhtivaid ühendeid saab kasutada korpustes nagu akukarbid, aga ka radiaatorid ja rohkem integreeritud soojuse hajutamise komponendid.
Elektri-/elektroonika-, auto-, valgustus-, meditsiiniseadmete ja tööstusmasinate tööstuse originaalseadmete tootjad on soojust juhtivate termoplastide vastu olnud huvitatud juba aastaid, sest nad otsivad uusi lahendusi selliste rakenduste jaoks nagu radiaatorid ja muud soojuseraldusseadmed, LED-id.Korpus ja akukarp.
Tööstusuuringud näitavad, et need materjalid kasvavad kahekohalise kiirusega uute rakenduste, nagu täiselektrisõidukite, keerukate autode ja suurte kaubanduslike LED-valgustite komponentide tõttu.Soojust juhtivad plastid on väljakutseks traditsioonilisematele materjalidele, nagu metallid (eriti alumiinium) ja keraamika, kuna neil on palju eeliseid: plastmassühendid on kaalult kergemad, odavamad, kergesti vormitavad, kohandatavad ja võivad pakkuda rohkem eeliseid termilise stabiilsuse osas. , Löögitugevus ja kriimustuskindlus ning kulumiskindlus.
Soojusjuhtivust parandavad lisandid hõlmavad grafiiti, grafeeni ja keraamilisi täiteaineid, nagu boornitriid ja alumiiniumoksiid.Ka nende kasutamise tehnoloogia areneb ja muutub kuluefektiivsemaks.Teine suundumus on odavate tehniliste vaikude (nagu nailon 6 ja 66 ja PC) kasutuselevõtt soojust juhtivates ühendites, mis seab konkurentsile sagedamini kasutatavad kõrge hinnaga materjalid, nagu PPS, PSU ja PEI.
Millest see kära?RTP allikas ütles: "Võime moodustada võrguosi, vähendada osade arvu ja montaažiastmeid ning vähendada kaalu ja kulusid on nende materjalide kasutuselevõtu liikumapanev jõud.""Teatud rakenduste puhul, nagu elektrikilbid ja komponentide ülevormimine, on tähelepanu keskmes võimalus soojust üle kanda elektriisolaatoriks muutumisel."
BASF-i funktsionaalsete materjalide äritegevuse elektroonilise ja elektritranspordi turunduse juht Dalia Naamani-Goldman lisas: „Soojusjuhtivus on kiiresti muutumas elektroonikakomponentide tootjate ja autode originaalseadmete tootjate jaoks üha suuremat muret tekitavaks probleemiks.Tehnoloogiliste edusammude ja ruumipiirangute tõttu on rakendused miniatuursed ja seetõttu termilised. Tähelepanu keskpunktiks on tõusnud võimsuse kogumine ja levitamine.Kui komponendi jalajälg on piiratud, on metallist jahutusradiaatori lisamine või metallkomponendi sisestamine keeruline.
Naamani-Goldman selgitas, et kõrgema pingega rakendused tungivad autodesse ning nõudlus töötlemisvõimsuse järele kasvab ka.Elektrisõidukite akudes suurendab metalli kasutamine soojuse hajutamiseks ja hajutamiseks kaalu, mis on ebapopulaarne valik.Lisaks võivad suure võimsusega töötavad metallosad põhjustada ohtlikke elektrilööke.Soojust juhtiv, kuid mittejuhtiv plastikvaik võimaldab kõrgemat pinget, säilitades samal ajal elektriohutuse.
Celanese valdkonna arendusinsener James Miller (Cool Polymersi eelkäija, mille Celanese omandas 2014. aastal) ütles, et elektri- ja elektroonikakomponendid, eriti elektri- ja elektroonikakomponendid elektrisõidukites, on kasvanud koos komponentide ruumiga. See muutub üha rahvarohkemaks ja väheneb jätkuvalt."Üks tegur, mis piirab nende komponentide suuruse vähendamist, on nende soojusjuhtimise võimalused.Soojust juhtivate pakkimisvõimaluste täiustused muudavad seadmed väiksemaks ja tõhusamaks.
Miller juhtis tähelepanu sellele, et jõuelektroonikaseadmetes saab soojusjuhtivaid plastmassi üle vormida või pakendada, mis on disainivalik, mis pole metallide ega keraamika puhul saadaval.Soojust genereerivate meditsiiniseadmete (nt kaamerate või kauterisatsioonikomponentidega meditsiiniseadmed) puhul võimaldab soojust juhtivate plastide disaini paindlikkus kergema kaaluga funktsionaalseid pakendeid.
Jean-Paul Scheepens, PolyOne'i insenertehniliste materjalide äritegevuse peadirektor, juhtis tähelepanu sellele, et soojust juhtivate ühendite järele on suurim nõudlus autotööstuses ja elektri- ja elektroonikatööstuses.Ta ütles, et need tooted vastavad erinevatele klientide ja tööstuse vajadustele, sealhulgas laiendatud disainivabadusele, mis võimaldab disaini Suurenenud pindala võib parandada termilist stabiilsust.Soojust juhtivad polümeerid pakuvad ka kergemaid valikuid ja osade konsolideerimist, näiteks jahutusradiaatorite ja korpuste integreerimist samasse komponenti ning võimalust luua ühtsem soojusjuhtimissüsteem.Teine positiivne tegur on survevaluprotsessi hea majanduslik efektiivsus.”
Covestro polükarbonaadi vanemturundusjuht Joel Matsco usub, et soojust juhtivad plastid on peamiselt keskendunud autotööstusele."Umbes 50% tiheduseeelisega võivad nad kaalu oluliselt vähendada.Seda saab laiendada ka elektrisõidukitele.Paljud akumoodulid kasutavad soojusjuhtimiseks endiselt metalli ja kuna enamik mooduleid kasutab sees palju korduvaid struktuure, kasutavad nad soojusjuhtivust. Metallide polümeeridega asendamisel säästetud kaal suurenes kiiresti.
Covestro näeb ka suundumust suurte kaubanduslike valgustuskomponentide kergendamise poole.Matsco juhib tähelepanu: "35-naelased 70-naelise kõrguse valgustid nõuavad vähem konstruktsiooni ja paigaldajatel on lihtsam tellinguid kanda."Covestrol on ka elektroonilisi korpuseprojekte, nagu ruuterid, milles plastosad toimivad konteinerina ja pakuvad soojusjuhtimist.Matsco ütles: "Kõigil turgudel, olenevalt disainist, saame ka kulusid kuni 20% vähendada."
PolyOne'i Sheepens's teatas, et selle soojusjuhtivustehnoloogia peamised rakendused autotööstuses ja elektri- ja elektroonikaseadmetes hõlmavad LED-valgustust, jahutusradiaatoreid ja elektroonilisi šassiid, nagu emaplaadid, inverterikarbid ja toitehaldus-/turvarakendused.Samamoodi näevad RTP allikad selle soojusjuhtivaid ühendeid korpustes ja jahutusradiaatorites, aga ka integreeritumaid soojuse hajutamise komponente tööstus-, meditsiini- või elektroonikaseadmetes.
Matsco of Covestro ütles, et kaubandusliku valgustuse peamine rakendus on metallradiaatorite väljavahetamine.Samamoodi kasvab tipptasemel võrgurakenduste soojushaldus ruuterites ja tugijaamades.BASF-i Naamani-Goldman juhtis konkreetselt tähelepanu sellele, et elektrooniliste komponentide hulka kuuluvad siinid, kõrgepinge harukarbid ja pistikud, mootoriisolaatorid ning esi- ja tahavaatekaamerad.
Celanese'i Miller ütles, et soojust juhtivad plastid on teinud suuri edusamme 3D-disaini paindlikkuse pakkumisel, et täita LED-valgustuse kõrgemaid soojusjuhtimise nõudeid.Ta lisas: "Autovalgustuses võimaldab meie CoolPoly Therally Conductive Polymer (TCP) kasutada õhukese profiiliga ülavalgustuse korpuseid ja alumiiniumist asendusradiaatoreid väliste esitulede jaoks."
Celanese'i Miller ütles, et CoolPoly TCP pakub lahendust kasvavale autotööstuse esipaneelile (HUD) – piiratud armatuurlaua ruumi, õhuvoolu ja kuumuse tõttu nõuab see rakendus suuremat soojuse hajumist kui ühtlane valgustus.Päikesevalgus paistab auto sellesse asendisse."Soojust juhtiva plasti kaal on alumiiniumist kergem, mis võib vähendada löökide ja vibratsiooni mõju sellele sõiduki osale, mis võib põhjustada pildi moonutusi."
Akukorpuses on Celanese leidnud uuendusliku lahenduse CoolPoly TCP D seeria kaudu, mis suudab tagada soojusjuhtivuse ilma elektrijuhtivuseta, täites seeläbi suhteliselt ranged kasutuskvaliteedi nõuded.Mõnikord piirab soojust juhtivas plastis sisalduv tugevdusmaterjal selle pikenemist, seetõttu on Celanese materjalide eksperdid välja töötanud nailonil põhineva CoolPoly TCP, mis on tavapärasest vastupidavam (100 MPa paindetugevus, 14 GPa paindemoodul, 9 kJ / m2). Charpy sälguga löök) ilma soojusjuhtivust või tihedust ohverdamata.
CoolPoly TCP pakub paindlikkust konvektsioonikujunduses ja suudab täita paljude alumiiniumi ajalooliselt kasutanud rakenduste soojusülekande nõudeid.Selle survevalu eeliseks on see, et alumiiniumist survevalud tarbivad kolmandiku alumiiniumi energiast ja kasutusiga pikeneb kuus korda.
Covestro Matsco sõnul on autotööstuses peamine rakendus esitulede moodulite, udutulede moodulite ja tagatulede moodulite radiaatorite asendamine.LED-kaug- ja lähitulede funktsioonide jahutusradiaatorid, LED-tulede torud ja valgusjuhikud, päevasõidutuled (DRL) ja suunatuled on kõik potentsiaalsed rakendused.
Matsco märkis: "Makroloni termoarvuti üks peamisi liikumapanevaid jõude on võime integreerida jahutusradiaatori funktsioon otse valgustuskomponentidesse (nagu helkurid, raamid ja korpused), mis saavutatakse mitme survevalu või kahe- komponentmeetodid."Tavaliselt PC-st valmistatud reflektori ja raami kaudu on paranenud haardumine näha, kui soojusjuhtiv arvuti sellele kuumuse juhtimiseks uuesti peale valatakse, vähendades seeläbi vajadust kinnituskruvide või liimide järele.Nõudlus.See vähendab osade arvu, abitoiminguid ja üldisi süsteemitaseme kulusid.Lisaks näeme elektrisõidukite vallas võimalusi akumoodulite soojusjuhtimises ja tugistruktuuris.“
BASF-i Naamani-Goldman (Naamani-Goldman) märkis ka elektrisõidukite kohta, et akukomplekti komponendid, nagu akueraldajad, on väga paljulubavad."Liitium-ioonakud tekitavad palju soojust, kuid need peavad olema püsivas umbes 65 °C keskkonnas, vastasel juhul lagunevad või rikuvad."
Algselt põhinesid soojust juhtivad plastühendid tipptasemel tehnilistel vaikudel.Kuid viimastel aastatel on suurt rolli mänginud partiitehnilised vaigud, nagu nailon 6 ja 66, PC ja PBT.Covestro Matsco ütles: "See kõik on leitud loodusest.Kulude tõttu näib aga turg olevat peamiselt koondunud nailonile ja polükarbonaadile.
Scheepens ütles, et kuigi PPS-i kasutatakse endiselt väga sageli, on PolyOne'i nailon 6 ja 66 ning PBT suurenenud.
RTP teatas, et nailon, PPS, PBT, PC ja PP on kõige populaarsemad vaigud, kuid olenevalt rakenduse väljakutsest saab kasutada paljusid suurema jõudlusega termoplaste, nagu PEI, PEEK ja PPSU.RTP allikas ütles: "Näiteks võib LED-lambi jahutusradiaator olla valmistatud nailon 66 komposiitmaterjalist, et tagada soojusjuhtivus kuni 35 W/mK.Kirurgiliste patareide jaoks, mis peavad taluma sagedast steriliseerimist, on vajalik PPSU.Elektriisolatsiooni omadused ja niiskuse kogunemise vähendamine.
Naamani-Goldman ütles, et BASF-il on mitu kaubanduslikku soojust juhtivat ühendit, sealhulgas nailon 6 ja 66 klassid.„Meie materjale on kasutatud mitmesugustes rakendustes, nagu mootorikorpused ja elektritaristu.Kuna jätkame klientide soojusjuhtivuse vajaduste väljaselgitamist, on see aktiivne arendusvaldkond.Paljud kliendid ei tea, mis taset nad juhtivust vajavad, seega tuleb materjalid tõhusaks kasutamiseks kohandada konkreetsete rakenduste jaoks.
DSM Engineering Plastics tõi hiljuti turule Xytron G4080HR, 40% klaaskiuga tugevdatud PPS-i, mis optimeerib elektrisõidukite soojusjuhtimissüsteemide jõudlust.Sellel on termilised vananemisomadused, hüdrolüüsikindlus, mõõtmete stabiilsus, keemiline vastupidavus kõrgetele temperatuuridele ja omane leegiaeglustus.
Aruannete kohaselt suudab see materjal säilitada tugevust 6000 kuni 10 000 tundi pideval töötemperatuuril üle 130°C.Viimases 3000-tunnises 135 °C vee/glükooli vedeliku testis suurenes Xytron G4080HR tõmbetugevus 114% ja katkevus 63% võrreldes samaväärse tootega.
RTP märkis, et vastavalt rakendusnõuetele saab soojusjuhtivuse parandamiseks kasutada mis tahes erinevaid lisandeid, ja juhtis tähelepanu: "Kõige populaarsemad lisandid on jätkuvalt lisandid nagu grafiit, kuid oleme uurinud uusi võimalusi, nagu grafeen või uued keraamilised lisandid..süsteem.
Viimase näite algatas eelmisel aastal Huber Engineered Polymersi Martinswerk Div>.Vastavalt aruannetele, mis põhinevad alumiiniumoksiidil ja uutel migratsioonisuundadel (nt elektrifitseerimine), on Martoxid seeria lisandite jõudlus parem kui teistel alumiiniumoksiidil ja muudel juhtivatel täiteainetel.Martoxidi täiustatakse osakeste suuruse jaotuse ja morfoloogia kontrollimisega, et tagada parem pakkimine ja tihedus ning unikaalne pinnatöötlus.Aruannete kohaselt võib seda kasutada üle 60% täitekogusega, ilma et see mõjutaks mehaanilisi või reoloogilisi omadusi.See näitab suurepärast potentsiaali PP, TPO, nailon 6 ja 66, ABS, PC ja LSR puhul.
Covestro Matsco ütles, et nii grafiiti kui ka grafeeni on laialdaselt kasutatud, ning tõi välja, et grafiidil on suhteliselt madal hind ja mõõdukas soojusjuhtivus, samas kui grafeen maksab tavaliselt rohkem, kuid sellel on ilmsed soojusjuhtivuse eelised.Ta lisas: "Sageli on vaja soojust juhtivaid, elektriliselt isoleerivaid (TC/EI) materjale ja siin on levinud lisandid, nagu boornitriid.Kahjuks ei saa te midagi.Sel juhul annab boornitriid Elektriisolatsioon paraneb, kuid soojusjuhtivus väheneb.Veelgi enam, boornitriidi hind võib olla väga kõrge, nii et TC/EI peab muutuma materjaliks, mis peab kiiresti tõestama kulude suurenemist.
BASF-i Naamani-Goldman ütleb selle järgmiselt: „Väljakutse on leida tasakaal soojusjuhtivuse ja muude nõuete vahel;tagada, et materjale saaks tõhusalt töödelda suurtes kogustes ja et mehaanilised omadused ei langeks liiga palju.Teine väljakutse on luua süsteem, mida saaks laialdaselt kasutusele võtta.Kulusäästlik lahendus.”
PolyOne'i Scheepens usub, et nii süsinikupõhised täiteained (grafiit) kui ka keraamilised täiteained on paljulubavad lisandid, mis eeldatavasti saavutavad vajaliku soojusjuhtivuse ja tasakaalustavad muid elektrilisi ja mehaanilisi omadusi.
Celanese'i Miller ütles, et ettevõte on uurinud mitmesuguseid lisandeid, mis ühendavad tööstusharu suurima valiku vertikaalselt integreeritud alusvaikusid, et pakkuda patenteeritud koostisosi, mis muudavad soojusjuhtivuse Vahemik on 0,4–40 W/mK.
Samuti näib suurenevat nõudlus multifunktsionaalsete juhtivate ühendite, nagu soojus- ja elektrijuhtivus või soojus- ja leegiaeglustaja, järele.
Covestro Matsco juhtis tähelepanu sellele, et kui ettevõte tõi turule oma soojusjuhtivad Makrolon TC8030 ja TC8060 PC, hakkasid kliendid kohe küsima, kas neist saab teha elektriisolatsioonimaterjale."Lahendus pole nii lihtne.Kõik, mida teeme EI parandamiseks, avaldab TC-le negatiivset mõju.Nüüd pakume Makrolon TC110 polükarbonaati ja töötame välja muid lahendusi nende nõuete täitmiseks.
BASF-i Naamani-Goldman ütles, et erinevad rakendused nõuavad soojusjuhtivust ja muid omadusi, nagu akud ja kõrgepingepistikud, mis kõik vajavad soojuse hajumist ja peavad liitiumioonakude kasutamisel vastama rangetele leegiaeglustusstandarditele.
PolyOne, RTP ja Celanese on näinud tohutut nõudlust multifunktsionaalsete ühendite järele kõigis turusegmentides ning pakuvad soojusjuhtivust ja EMI-kaitset, suuremat lööki, leegiaeglustit, elektriisolatsiooni ja selliseid funktsioone nagu UV-vastupidavus ja termiline stabiilsus.
Traditsioonilised vormimismeetodid ei ole kõrge temperatuuriga materjalide puhul tõhusad.Valuvormijad peavad mõistma teatud tingimusi ja parameetreid, et lahendada probleeme, mida mõnikord põhjustab kõrgel temperatuuril survevalu.
Uus uuring näitab, kuidas LLDPE-ga segatud LDPE tüüp ja kogus mõjutavad puhutud kile töödeldavust ja tugevust/sitkust.Andmed on näidatud LDPE-rikaste ja LLDPE-rikaste segude kohta.