Pisu arinak, kostu baxuak, inpaktu-indar handia, moldagarritasuna eta pertsonalizazioak azkar eragiten dute termoplastikoen eskaria, elektronika, argiztapena eta autoen motorrak hozten laguntzen dutenak.#Poliolefina
PolyOne-ren konposatu termiko eroaleak automobilgintzan eta E/E aplikazioetan erabiltzen dira, hala nola LED argiztapena, bero-hustugailuak eta itxitura elektronikoak.
Covestro-ren Makrolon PC termikoko produktuek LED lanpara eta bero-hustugailuetarako kalifikazioak dituzte.
RTP-ren konposatu termiko eroaleak, hala nola, bateria-kutxetan, erradiadoreetan eta beroa xahutzeko osagai integratuagoetan erabil daitezke.
Elektrizitate/elektronika, automobilgintza, argiztapena, ekipamendu medikoa eta industria-makineria industriako OEM-ek urte asko daramatzate termoplastiko eroaleak gogoko dituzten aplikazioetarako irtenbide berriak bilatzen ari direlako, erradiadoreak eta beroa xahutzeko beste gailuak, LEDak barne.Maleta eta bateriaren kaxa.
Industria-ikerketek erakusten dute material hauek bi digituko abiaduran hazten ari direla, aplikazio berriek bultzatuta, hala nola ibilgailu guztiz elektrikoak, auto konplexuak eta LED argiztapenaren osagai komertzial handiak.Termikoki eroaleko plastikoek material tradizionalagoak desafiatzen dituzte, metalak (bereziki aluminioa) eta zeramikak, abantaila asko dituztelako: plastikozko konposatuak pisu arinagoak dira, kostu txikiagoak, eratzeko errazak, pertsonalizagarriak eta egonkortasun termikoan abantaila gehiago eman ditzakete. , Talkaren indarra eta marradura erresistentzia eta urradura erresistentzia.
Eroankortasun termikoa hobetzen duten gehigarrien artean grafitoa, grafenoa eta zeramikazko betegarriak daude, hala nola boro nitruroa eta alumina.Horiek erabiltzeko teknologia ere aurrera doa eta gero eta errentagarriagoa da.Beste joera bat kostu baxuko ingeniaritza erretxinak (adibidez, nylon 6 eta 66 eta PC) konposatu termiko eroaleetan sartzea da, eta horrek lehian jartzen ditu normalean erabiltzen diren prezio altuko materialak, hala nola PPS, PSU eta PEI.
Zertan datza zalaparta guztia?RTPko iturri batek esan zuen: "Pieza garbiak osatzeko gaitasuna, piezen kopurua eta muntaketa urratsak murriztea eta pisua eta kostua murriztea dira material horiek hartzeko indarrak"."Aplikazio jakin batzuetarako, esate baterako, itxitura elektrikoetarako eta osagaien gainmoldaketarako, isolatzaile elektriko bihurtzean beroa transferitzeko gaitasuna da arretaren ardatza".
Dalia Naamani-Goldman-ek, BASF-ren Material Funtzionalen Negozioko Garraio Elektronikoaren eta Elektronikoaren Marketinaren kudeatzaileak, gaineratu zuen: "Eroankortasun termikoa azkar bihurtzen ari da osagai elektronikoen fabrikatzaileentzat eta automobilgintzako OEMentzat.Aurrerapen teknologikoak eta espazio-murrizketak direla eta, aplikazioak miniaturizatuak dira eta, beraz, termikoak Potentziaren metaketa eta hedapena arretaren ardatz bihurtu da.Osagaiaren aztarna mugatua bada, zaila da metalezko berogailu bat gehitzea edo metalezko osagai bat sartzea».
Naamani-Goldmanek azaldu duenez, tentsio handiagoko aplikazioak automobiletan sartzen ari dira, eta prozesatzeko potentziaren eskaria ere hazten ari da.Ibilgailu elektrikoen bateria-paketeetan, beroa sakabanatzeko eta xahutzeko metala erabiltzeak pisua areagotzen du, hau da, ezezaguna den aukera.Gainera, potentzia handian funtzionatzen duten metalezko piezak deskarga elektriko arriskutsuak eragin ditzakete.Termikoki eroale baina ez eroale plastikozko erretxinak tentsio handiagoak ahalbidetzen ditu segurtasun elektrikoa mantenduz.
Celanese-ren eremuko garapen ingeniari James Miller (Celanese-k 2014an erositako Cool Polymers-en aurrekoa) esan zuen osagai elektriko eta elektronikoak, batez ere ibilgailu elektrikoetako osagai elektriko eta elektronikoak, hazi egin direla osagaien espazioarekin. Gero eta jendez gainezka egiten da eta uzkurtzen jarraitzen du.“Osagai hauen tamaina murriztea mugatzen duen faktore bat kudeaketa termikoaren gaitasunak dira.Termikoki eroaleko bilgarri aukeren hobekuntzek gailuak txikiagoak eta eraginkorragoak egiten dituzte».
Millerrek adierazi zuen potentziako ekipamendu elektronikoetan, plastiko termiko eroaleak gainmoldatu edo ontziratu daitezkeela, metaletan edo zeramikatan eskuragarri ez dagoen diseinu aukera bat dela.Beroa sortzen duten gailu medikoetarako (adibidez, kamerak edo kauterizazio-osagaiak dituzten gailu medikoetarako), plastiko termiko eroaleen diseinu-malgutasunak pisu arinago funtzionalak egiteko aukera ematen du.
Jean-Paul Scheepens-ek, PolyOne-ren ingeniaritza espezialitateko materialen negozioko zuzendari nagusiak, adierazi du automobilgintza eta E/E industriek konposatu termiko eroaleen eskaera handiena dutela.Produktu hauek bezeroen eta industriaren hainbat behar ase ditzaketela esan zuen, diseinu askatasuna zabalduz, diseinua ahalbidetuz Azalera handitzeak egonkortasun termikoa hobe dezake.Termikoki eroaleko polimeroek aukera arinagoak eta piezak finkatzea ere eskaintzen dute, esate baterako, bero-hustugailuak eta karkasak osagai berean integratzea eta kudeaketa termikoaren sistema bateratuagoa sortzeko gaitasuna.Injekzio-moldeaketa prozesuaren eraginkortasun ekonomiko ona beste faktore positibo bat da.”
Joel Matscok, Covestroko polikarbonatoaren marketin-zuzendari nagusiak, uste du plastiko termiko eroaleak automobilgintzako aplikazioetara bideratzen direla batez ere.«%50 inguruko dentsitate abantailarekin, pisua nabarmen murrizten dute.Hau ibilgailu elektrikoetara ere heda daiteke.Baterien modulu askok metala erabiltzen dute oraindik kudeaketa termikorako, eta modulu gehienek barruan egitura errepikakor asko erabiltzen dituztenez, eroankortasun termikoa erabiltzen dute Metalak polimeroekin ordezkatuz aurrezten den pisua azkar handitu zen”.
Covestrok argiztapen komertzial handien osagaiak arintzeko joera ere ikusten du.Matscok adierazi du: "35 kiloko 70 kiloko badiako argiek egitura gutxiago behar dute eta errazagoa da instalatzaileentzat aldamioak eramatea".Covestrok itxitura elektronikoen proiektuak ere baditu, hala nola bideratzaileak, plastikozko piezak edukiontzi gisa jarduten baitute eta beroaren kudeaketa eskaintzen dute.Matscok esan zuen: "Merkatu guztietan, diseinuaren arabera, kostuak % 20 arte ere murriztu ditzakegu".
PolyOne-ren Sheepens-ek adierazi duenez, bere eroankortasun termikoaren teknologiaren aplikazio gakoak dira automobilgintzan eta E/Ean LED argiztapena, bero-hustugailuak eta xasis elektronikoa, hala nola plaka nagusiak, inbertsore kutxak eta energia kudeatzeko/segurtasun aplikazioak.Era berean, RTP iturriek bere konposatu termiko eroaleak etxebizitzetan eta bero-hustugailuetan erabiltzen direla ikusten dute, baita ekipamendu industrial, mediko edo elektronikoetan beroa xahutzeko osagai integratuagoak ere.
Covestroko Matscok esan zuen argiztapen komertzialen aplikazio nagusia metalezko erradiadoreak ordezkatzea dela.Era berean, goi-mailako sareko aplikazioen kudeaketa termikoa hazten ari da bideratzaileetan eta oinarrizko estazioetan.BASF-ko Naamani-Goldman-ek bereziki adierazi zuen osagai elektronikoen artean bus-barrak, goi-tentsioko lotura-kaxak eta konektoreak, motor-isolatzaileak eta aurreko eta atzeko kamerak.
Celanese-ko Millerrek esan zuen plastiko termiko eroaleek aurrerapauso handiak eman dituztela 3D diseinuaren malgutasuna eskaintzeko LED argiztapenaren kudeaketa termikoko eskakizun handiagoak betetzeko.Gaineratu zuen: "Automobilgintzako argiztapenean, gure CoolPoly Termoeroaleko Polimeroak (TCP) profil meheko goialdeko argien karkasak eta aluminiozko ordezko erradiadoreak kanpoko faroetarako erabiltzea ahalbidetzen du".
Celanese-ko Miller-ek esan zuen CoolPoly TCP-k hazten ari den automozioko head-up display (HUD) irtenbide bat ematen duela; aginte-panelaren espazio, aire-fluxua eta bero mugatua dela eta, aplikazio honek argiztapen uniformeak baino bero xahutze handiagoa eskatzen du.Eguzki-argiak distira egiten du autoaren posizio honetan."Plastiko termikoki eroalearen pisua aluminioa baino arinagoa da, eta horrek ibilgailuaren zati honetan kolpeen eta bibrazioen eragina murriztu dezake, eta horrek irudiaren distortsioa eragin dezake".
Bateriaren kasuan, Celanese-k irtenbide berritzaile bat aurkitu du CoolPoly TCP D seriearen bidez, eroankortasun termikoa eman dezakeena eroankortasun elektrikorik gabe, eta, ondorioz, aplikazioaren kalitate-baldintza zorrotz samarrak betetzen ditu.Batzuetan, plastiko termiko eroaleko material indargarriak luzapena mugatzen du, eta, beraz, Celanese materialen adituek nailonean oinarritutako CoolPoly TCP kalifikazioa garatu dute, hau da, kalifikazio tipikoa baino gogorragoa (100 MPa malgutasun erresistentzia, 14 GPa malgutasun modulua, 9 kJ / m2). Charpy notch eragina) eroankortasun termikoa edo dentsitateari uko egin gabe.
CoolPoly TCP-k malgutasuna eskaintzen du konbekzio-diseinuan eta historikoki aluminioa erabili duten aplikazio askoren bero-transferentzia-eskakizunak bete ditzake.Bere injekzio moldearen abantaila da aluminiozko galdaketak aluminioaren energiaren heren bat kontsumitzen duela eta zerbitzu-bizitza sei aldiz luzatzen dela.
Covestroko Matscoren esanetan, automobilgintzaren sektorean, aplikazio nagusia farol-moduluetan, laino-lanpara-moduluetan eta atzeko argien moduluetan erradiadoreak ordezkatzea da.LED habe luzeko eta baxuko funtzioetarako berogailuak, LED argi-hodiak eta argi-gidak, eguneko argiak (DRL) eta txandakako argiak dira aplikazio potentzialak.
Matscok adierazi zuen: "Makrolon PC termikoaren indar eragile nagusietako bat bero-hustugailuaren funtzioa argiztapen-osagaietan (esaterako, islatzaileak, bezelak eta karkasak) zuzenean integratzeko gaitasuna da, injekzio anizkoitzaren edo bi moldeen bidez lortzen dena. osagaien metodoak."Normalean PCz eginiko islagailuaren eta markoaren bidez, atxikimendu hobetua ikus daiteke termikoki eroaleko PCa haren gainean berriro moldatzen denean beroa kontrolatzeko, eta horrela torlojuak edo itsasgarriak finkatzeko beharra murrizten da.Eskaria.Horrek piezen kopurua, eragiketa osagarriak eta sistema-mailako kostu orokorrak murrizten ditu.Gainera, ibilgailu elektrikoen arloan, aukerak ikusten ditugu bateria moduluen kudeaketa termikoan eta euskarri egituran».
BASF-ko Naamani-Goldman-ek (Naamani-Goldman) ibilgailu elektrikoetan ere adierazi zuen bateria-paketeen osagaiak, hala nola bateria-bereizleak, oso itxaropentsuak direla."Litio-ioizko pilek bero asko sortzen dute, baina 65 °C inguruko etengabeko ingurunean egon behar dute, bestela degradatu edo huts egingo dute".
Hasieran, plastikozko konposatu termiko eroaleak goi mailako ingeniaritza erretxinetan oinarritzen ziren.Baina azken urteotan, loteen ingeniaritza erretxinek, hala nola nylon 6 eta 66, PC eta PBT, zeresan handia izan dute.Covestroko Matscok esan zuen: “Hau guztia basatian aurkitu da.Hala ere, kostu arrazoiak direla eta, badirudi merkatua batez ere nylonean eta polikarbonatoan kontzentratzen dela».
Scheepens-ek esan zuen PPS oraindik oso maiz erabiltzen den arren, PolyOne-ren nylon 6 eta 66 eta PBT areagotu egin direla.
RTP-k adierazi zuen nylona, ​​PPS, PBT, PC eta PP direla erretxin ezagunenak, baina aplikazioaren erronkaren arabera, errendimendu handiagoko termoplastiko asko erabil daitezke, hala nola PEI, PEEK eta PPSU.RTP iturri batek esan zuen: "Adibidez, LED lanpara baten bero-husketa nylonezko 66 material konposatuz egin daiteke 35 W/mK-ko eroankortasun termikoa emateko.Maiz esterilizazioa jasan behar duten bateria kirurgikoetarako, PPSU behar da.Isolamendu elektrikoaren propietateak eta hezetasunaren metaketa murrizten du”.
Naamani-Goldman-ek esan zuen BASF-k hainbat konposatu termiko eroale komertzial dituela, nylon 6 eta 66 graduak barne.“Gure materialen erabilera hainbat aplikaziotan jarri da ekoizten, hala nola, motorren karkasak eta azpiegitura elektrikoak.Bezeroen eroankortasun termikoaren beharrak zehazten jarraitzen dugun heinean, hau garatzeko eremu aktiboa da.Bezero askok ez dakite zer maila behar duten Eroankortasuna, beraz, materialak aplikazio zehatzetarako egokitu behar dira eraginkorrak izan daitezen”.
DSM Engineering Plastics-ek Xytron G4080HR merkaturatu berri du, %40ko beira-zuntzez indartutako PPS bat, ibilgailu elektrikoen kudeaketa termikoaren sistemen errendimendua optimizatzen duena.Zahartze termikoko propietateekin, hidrolisiarekiko erresistentziarekin, dimentsio-egonkortasunarekin, tenperatura altuetan erresistentzia kimikoarekin eta berezko suaren erresistentziarekin diseinatuta dago.
Txostenen arabera, material honek 6000 eta 10.000 ordu arteko indarra mantendu dezake 130 °C-tik gorako etengabeko lan-tenperaturan.Azken 3000 orduko 135 °C ur/glikol likido proban, Xytron G4080HR-ren trakzio-ersistentzia % 114 handitu da eta hausturako luzapena % 63 hazi da produktu baliokidearekin alderatuta.
RTPk adierazi du aplikazioaren eskakizunen arabera, eroankortasun termikoa hobetzeko hainbat gehigarri erabil daitezkeela, eta honakoa nabarmendu du: “Gehigarri ezagunenak grafitoa bezalako gehigarriak izaten jarraitzen dute, baina aukera berriak aztertzen aritu gara, hala nola grafenoa edo zeramikazko gehigarri berriak..sistema”.
Azken horren adibide bat iaz abiatu zuen Huber Engineered Polymers-eko Martinswerk Div-ek.Txostenen arabera, aluminioan oinarrituta, eta migrazio-joera berrietarako (elektrifikazioa adibidez), Martoxid serieko gehigarrien errendimendua hobea da beste alumina eta beste betegarri eroale batzuk baino.Martoxid partikulen tamainaren banaketa eta morfologia kontrolatuz hobetzen da ontziratzea eta dentsitatea hobetzea eta gainazaleko tratamendu berezia eskaintzeko.Txostenen arabera, % 60tik gorako betegarritasunarekin erabil daiteke propietate mekaniko edo erreologikoei eragin gabe.Potentzial bikaina erakusten du PP, TPO, nylon 6 eta 66, ABS, PC eta LSRn.
Covestroko Matsco-k esan zuen bai grafitoa bai grafenoa oso erabilia izan dela, eta adierazi zuen grafitoak kostu nahiko baxua eta eroankortasun termiko moderatua duela, grafenoa normalean gehiago kostatzen den bitartean, baina eroankortasun termikoaren abantaila nabariak dituela.Gaineratu zuen: “Maiz termikoki eroaleak eta elektrikoki isolatzaileak (TC/EI) materialak behar dira, eta hemen ohikoak dira boro nitruroa bezalako gehigarriak.Zoritxarrez, ez duzu ezer lortzen.Kasu honetan, boro nitruroak eskaintzen du Isolamendu elektrikoa hobetzen da, baina eroankortasun termikoa murrizten da.Gainera, boro nitruroaren kostua oso altua izan daiteke, beraz, TC/EI kostuaren igoera frogatu behar duen errendimendu materiala bihurtu behar da.
BASFko Naamani-Goldman-ek honela dio: “Eroankortasun termikoaren eta beste eskakizun batzuen arteko oreka lortzea da erronka;materialak kantitate handietan eraginkortasunez prozesatu daitezkeela eta propietate mekanikoak gehiegi jaisten ez daitezen.Beste erronka bat oso zabala izan daitekeen sistema sortzea da.Konponbide errentagarria».
PolyOne-ren Scheepens-ek uste du karbono-oinarritutako betegarriak (grafitoa) eta zeramikazko betegarriak beharrezkoak diren eroankortasun termikoa lortzea eta beste propietate elektriko eta mekanikoak orekatzea espero duten gehigarri itxaropentsuak direla.
Celanese-ren Miller-ek esan zuen konpainiak industriako oinarri-erretxina bertikalki integratutako aukerarik zabalena konbinatzen duten gehigarri ugari aztertu dituela eroankortasun termikoa egiten duten osagai jabedunak eskaintzeko. Tartea 0,4-40 W/mK da.
Konposatu eroale multifuntzionalen eskaria, hala nola eroankortasun termikoa eta elektrikoa edo termikoa eta suaren iragazlea bezalakoak, badirudi ere handitzen ari dela.
Covestroko Matsco-k adierazi zuen konpainiak Makrolon TC8030 eta TC8060 PC termiko eroaleak merkaturatu zituenean, bezeroak berehala hasi zirela galdetzen ea material isolatzaile elektriko bihur zitezkeen.«Konponbidea ez da hain erraza.EI hobetzeko egiten dugun guztiak eragin negatiboa izango du TCn.Orain, Makrolon TC110 polikarbonatoa eskaintzen dugu eta beste irtenbide batzuk garatzen ari gara eskakizun horiek betetzeko».
BASF-ko Naamani-Goldman-ek esan zuen aplikazio ezberdinek eroankortasun termikoa eta beste ezaugarri batzuk behar dituztela, hala nola bateria paketeak eta tentsio handiko konektoreak, guztiek beroa xahutu behar dutela eta litio-ioizko bateriak erabiltzean suaren aurkako estandar zorrotzak bete behar dituztela.
PolyOne, RTP eta Celanese-k merkatuko segmentu guztietatik funtzio anitzeko konposatuen eskaera handia izan dute, eta eroankortasun termikoa eta EMI blindajea, inpaktu handiagoa, suaren erresistentzia, isolamendu elektrikoa eta UV erresistentzia eta egonkortasun termikoa bezalako funtzioak eskaintzen dituzte.
Moldeatzeko teknika tradizionalak ez dira eraginkorrak tenperatura altuko materialetarako.Moldetzaileek zenbait baldintza eta parametro ulertu behar dituzte tenperatura altuko injekzio moldeak batzuetan eragindako arazoak konpontzeko.
Azterketa berri batek erakusten du nola LLDPErekin nahastutako LDPE motak eta kantitateak pizten duen filmaren prozesagarritasunari eta indarrari/gogotasunari nola eragiten dioten.LDPE eta LLDPE aberatseko nahasteetarako datuak erakusten dira.