Малата тежина, ниската цена, високата јачина на удар, обликувањето и прилагодувањето брзо ја поттикнуваат побарувачката за термопластика, која помага да се одржуваат ладни електрониката, осветлувањето и автомобилските мотори.#Полиолефин
Термички спроводливите соединенија на PolyOne се користат во автомобилски и E/E апликации, како што се LED осветлување, ладилници и електронски куќишта.
Производите за термални компјутери Makrolon на Covestro вклучуваат оценки за LED светилки и ладилници.
Термички спроводливите соединенија на RTP може да се користат во куќишта како кутии за батерии, како и радијатори и повеќе интегрирани компоненти за дисипација на топлина.
ОЕМ во индустриите за електрична/електроника, автомобилска, осветлување, медицинска опрема и индустриски машини се заинтересирани за термопроводливи термопластики многу години бидејќи бараат нови решенија за апликации вклучувајќи радијатори и други уреди за дисипација на топлина, LED диоди.Куќиште и футрола за батерија.
Истражувањето на индустријата покажува дека овие материјали растат со двоцифрена стапка, поттикнати од новите апликации како што се целосно електрични возила, сложени автомобили и големи комерцијални компоненти за LED осветлување.Термички спроводливата пластика е предизвик за повеќе традиционални материјали, како што се металите (особено алуминиумот) и керамиката, бидејќи тие имаат многу предности: пластичните соединенија се полесни по тежина, пониски по цена, лесни за формирање, приспособливи и можат да обезбедат повеќе предности во термичка стабилност. , Јачина на удар и отпорност на гребење и отпорност на триење.
Адитиви кои ја подобруваат топлинската спроводливост вклучуваат графит, графен и керамички полнила како што се бор нитрид и алумина.Технологијата за нивна употреба исто така напредува и станува поисплатлива.Друг тренд е воведувањето на евтини инженерски смоли (како најлон 6 и 66 и PC) во термички спроводливи соединенија, што ги става во конкуренција почесто користените материјали со високи цени како што се PPS, PSU и PEI.
За што е целата врева?Извор на RTP рече: „Способноста да се формираат мрежни делови, да се намали бројот на делови и чекори на склопување и да се намалат тежината и трошоците се сите движечки сили за усвојување на овие материјали“.„За одредени апликации, како што се електрични куќишта и преклопување на компоненти, во фокусот на вниманието е можноста за пренос на топлина кога станувате електричен изолатор.
Далија Наамани-Голдман, менаџер за маркетинг на електронски и електричен транспорт на бизнисот со функционални материјали на BASF, додаде: „Термичката спроводливост брзо станува проблем на зголемена грижа за производителите на електронски компоненти и автомобилските OEM.Поради технолошкиот напредок и просторните ограничувања, апликациите се минијатуризирани и затоа се топлински Акумулацијата и ширењето на моќта станаа во фокусот на вниманието.Ако отпечатокот на компонентата е ограничен, тешко е да се додаде метален ладилник или да се вметне метална компонента“.
Наамани-Голдман објасни дека апликациите за повисок напон продираат кај автомобилите, а побарувачката за процесорска моќ исто така расте.Во пакувањата со батерии за електрични возила, употребата на метал за растурање и расфрлање на топлина ја зголемува тежината, што е непопуларен избор.Покрај тоа, металните делови кои работат со голема моќност може да предизвикаат опасни електрични удари.Термички спроводлива, но непроводлива пластична смола овозможува повисоки напони додека ја одржува електричната безбедност.
Инженерот за развој на теренот на Celanese, Џејмс Милер (претходник на Cool Polymers купен од Celanese во 2014 година) рече дека електричните и електронските компоненти, особено електричните и електронските компоненти во електричните возила, пораснале со просторот за компоненти. Станува се повеќе и повеќе преполн и продолжува да се намалува.„Еден фактор што го ограничува намалувањето на големината на овие компоненти се нивните способности за термичко управување.Подобрувањата во опциите за термички спроводливи пакувања ги прават уредите помали и поефикасни“.
Милер истакна дека во енергетската електронска опрема, термички спроводливата пластика може да се прелие или пакува, што е избор на дизајн што не е достапен во метали или керамика.За медицинските уреди што генерираат топлина (како што се медицинските уреди со камери или компоненти за каутеризација), дизајнерската флексибилност на термички спроводлива пластика овозможува функционално пакување со помала тежина.
Жан-Пол Шеипенс, генерален менаџер на бизнисот за специјални инженерски материјали на PolyOne, истакна дека автомобилската и електронската индустрија имаат најголема побарувачка за термички спроводливи соединенија.Тој рече дека овие производи можат да задоволат различни потреби на клиентите и индустријата, вклучително и проширена слобода на дизајнот, овозможувајќи дизајн Зголемената површина може да ја подобри термичката стабилност.Топлински спроводливите полимери, исто така, обезбедуваат повеќе лесни опции и консолидација на делови, како што се интегрирање на ладилници и куќишта во истата компонента и можност за создавање поунифициран систем за управување со топлинска енергија.Добрата економска ефикасност на процесот на вбризгување е уште еден позитивен фактор.”
Џоел Мацко, виш маркетинг менаџер за поликарбонат во Covestro, верува дека термички спроводливата пластика е главно фокусирана на автомобилски апликации.„Со предност во густината од околу 50%, тие можат значително да ја намалат тежината.Ова може да се прошири и на електричните возила.Многу модули за батерии сè уште користат метал за термичко управување, и бидејќи повеќето модули користат многу повторливи структури внатре, тие користат топлинска спроводливост Тежината што се заштеди со замена на металите со полимери брзо се зголеми.
Covestro, исто така, гледа тренд кон олеснување на големите комерцијални компоненти за осветлување.Мацко истакнува: „Светлата од 35 фунти наместо 70 килограми бараат помала структура и се полесни за инсталатерите да ги носат на скелиња“.Covestro, исто така, има проекти за електронски куќишта, како што се рутери, во кои пластичните делови делуваат како Контејнер и обезбедуваат управување со топлината.Мацко рече: „На сите пазари, во зависност од дизајнот, можеме да ги намалиме трошоците и до 20%.
PolyOne's Sheepens изјави дека клучните примени на неговата технологија за топлинска спроводливост во автомобилската индустрија и Е/Е вклучуваат LED осветлување, ладилници и електронска шасија, како што се матични плочи, инвертер кутии и апликации за управување со енергија/безбедност.Слично на тоа, изворите на RTP гледаат дека неговите термички спроводливи соединенија се користат во куќишта и ладилници, како и повеќе интегрирани компоненти за дисипација на топлина во индустриска, медицинска или електронска опрема.
Мацко од Ковестро рече дека главната примена на комерцијалното осветлување е замената на металните радијатори.Слично на тоа, термичкото управување со мрежни апликации од високата класа исто така расте во рутерите и базните станици.Наамани-Голдман од BASF конкретно истакна дека електронските компоненти вклучуваат магистрални шипки, високонапонски разводни кутии и конектори, изолатори на мотори и камери за преден и заден поглед.
Милер од Celanese рече дека термички спроводливата пластика направила голем напредок во обезбедувањето флексибилност на 3D дизајнот за да ги исполни повисоките барања за термичко управување за LED осветлување.Тој додаде: „Во автомобилското осветлување, нашиот термички проводен полимер CoolPoly (TCP) овозможува користење на куќишта за надземно осветлување со тенок профил и алуминиумски радијатори за замена за надворешни фарови.
Милер од Celanese рече дека CoolPoly TCP обезбедува решение за растечкиот автомобилски head-up дисплеј (HUD) - поради ограничениот простор на контролната табла, протокот на воздух и топлина, оваа апликација бара поголема дисипација на топлина отколку еднообразно осветлување.Сончевата светлина сјае на оваа позиција на автомобилот.Тежината на термички спроводливата пластика е полесна од алуминиумот, што може да го намали ударот и вибрациите на овој дел од возилото, што може да предизвика изобличување на сликата.
Во случајот со батеријата, Celanese најде иновативно решение преку серијата CoolPoly TCP D, која може да обезбеди топлинска спроводливост без електрична спроводливост, а со тоа да ги исполни релативно строгите барања за квалитет на апликацијата.Понекогаш, зајакнувачкиот материјал во термички спроводливата пластика го ограничува неговото издолжување, така што експертите за материјали од Celanese развија најлон CoolPoly TCP, кој е поцврст од типичната оценка (јакост на виткање 100 MPa, модул на виткање 14 GPa, 9 kJ / m2 Удар со шарпин засек) без жртвување на топлинска спроводливост или густина.
CoolPoly TCP обезбедува флексибилност во дизајнот на конвекција и може да ги исполни барањата за пренос на топлина на многу апликации кои историски користеле алуминиум.Предноста на неговото обликување со вбризгување е што алуминиумските калапи трошат една третина од енергијата на алуминиумот, а работниот век е продолжен за шест пати.
Според Matsco од Covestro, во автомобилскиот сектор, главната апликација е да се заменат радијаторите во модулите на фаровите, модулите за светла за магла и модулите на задните светла.Топлински мијалници за LED функции за долго и долго светло, LED цевки и светлосни водилки, дневни светла (DRL) и трепкачи се сите потенцијални апликации.
Мацко истакна: „Една од главните движечки сили на термалниот компјутер на Makrolon е способноста директно да се интегрира функцијата на ладилникот во компонентите на осветлување (како што се рефлектори, рамки и куќишта), што се постигнува со повеќекратно вбризгување или со две методи на компоненти.„Преку рефлекторот и рамката вообичаено направени од компјутер, подобрената адхезија може да се види кога термички спроводливиот компјутер повторно ќе се обликува на него за да се контролира топлината, а со тоа се намалува потребата за фиксирање завртки или лепила.Побарувачка.Ова го намалува бројот на делови, помошните операции и вкупните трошоци на ниво на системот.Дополнително, во областа на електричните возила, гледаме можности во термалното управување и структурата за поддршка на модулите за батерии“.
Наамани-Голдман на BASF (Наамани-Голдман) исто така изјави во електричните возила дека компонентите на батерискиот пакет, како што се сепараторите на батериите, се многу ветувачки.„Литиум-јонските батерии генерираат многу топлина, но тие треба да бидат во постојана средина од околу 65°C, во спротивно тие ќе се распаднат или ќе откажат“.
Првично, термички спроводливите пластични соединенија беа базирани на инженерски смоли од висока класа.Но, во последниве години, сериските инженерски смоли како најлон 6 и 66, PC и PBT одиграа голема улога.Мацко од Ковестро рече: „Сето ова е пронајдено во дивината.Сепак, поради трошоците, пазарот се чини дека е главно концентриран на најлон и поликарбонат.
Шеипенс рече дека иако PPS сè уште се користи многу често, најлон 6 и 66 и PBT на PolyOne се зголемени.
RTP изјави дека најлон, PPS, PBT, PC и PP се најпопуларните смоли, но во зависност од предизвикот на апликацијата, може да се користат многу термопластики со повисоки перформанси како PEI, PEEK и PPSU.Извор на RTP рече: „На пример, ладилникот на LED светилка може да биде направен од најлон 66 композитен материјал за да обезбеди топлинска спроводливост до 35 W/mK.За хируршки батерии кои мора да издржат честа стерилизација, потребна е PPSU.Електрични изолациски својства и ја намалуваат акумулацијата на влага“.
Наамани-Голдман рече дека БАСФ има неколку комерцијални топлински спроводливи соединенија, вклучувајќи најлон 6 и 66 степени.„Употребата на нашите материјали е пуштена во производство во различни примени како куќишта на мотори и електрична инфраструктура.Како што продолжуваме да ги одредуваме потребите на клиентите за топлинска спроводливост, ова е активна област на развој.Многу клиенти не знаат на кое ниво им е потребна спроводливост, па затоа материјалите мора да бидат приспособени за конкретни апликации да бидат ефективни.
DSM Engineering Plastics неодамна го лансираше Xytron G4080HR, 40% PPS зајакнат со стаклени влакна што ги оптимизира перформансите на системите за управување со топлинска енергија на електрични возила.Дизајниран е со својства на термичко стареење, отпорност на хидролиза, димензионална стабилност, хемиска отпорност на високи температури и инхерентна отпорност на пламен.
Според извештаите, овој материјал може да одржува јачина од 6000 до 10.000 часа при континуирана работна температура која надминува 130°C.Во најновиот 3000-часовен тест на вода/гликол на течност од 135°C, цврстината на истегнување на Xytron G4080HR се зголеми за 114% и издолжувањето при прекин се зголеми за 63% во споредба со еквивалентниот производ.
RTP изјави дека според барањата за апликација, кој било од различните адитиви може да се користи за подобрување на топлинската спроводливост и истакна: „Најпопуларните адитиви продолжуваат да се адитиви како што е графитот, но ние истражувавме нови опции како што се графен или нови керамички адитиви..систем."
Пример за второто беше инициран минатата година од Martinswerk Div ​​од Huber Engineered Polymers.Според извештаите, врз основа на алумина и за новите трендови на миграција (како што е електрификацијата), перформансите на адитивите од серијата Martoxid се подобри од другите алумина и другите спроводливи полнила.Martoxid е зајакнат со контролирање на дистрибуцијата на големината на честичките и морфологијата за да се обезбеди подобрено пакување и густина и уникатна површинска обработка.Според извештаите, може да се користи со количина на полнење што надминува 60% без да влијае на механичките или реолошките својства.Покажува одличен потенцијал во PP, TPO, најлон 6 и 66, ABS, PC и LSR.
Мацко од Covestro рече дека и графитот и графенот се широко користени и истакна дека графитот има релативно ниска цена и умерена топлинска спроводливост, додека графенот обично чини повеќе, но има очигледни предности за топлинска спроводливост.Тој додаде: „Често има потреба од термички спроводливи, електрично изолациони (TC/EI) материјали, и тука се вообичаени адитиви како што е борниот нитрид.За жал, не добивате ништо.Во овој случај, бор нитрид обезбедува Електричната изолација е подобрена, но топлинската спроводливост е намалена.Згора на тоа, цената на борниот нитрид може да биде многу висока, така што TC/EI мора да стане материјална изведба што итно треба да докаже зголемување на трошоците.
Наамани-Голдман од BASF го вели вака: „Предизвикот е да се постигне рамнотежа помеѓу топлинската спроводливост и другите барања;за да се осигура дека материјалите можат ефикасно да се обработуваат во големи количини и дека механичките својства не се намалуваат премногу.Друг предизвик е да се создаде систем што може да биде широко прифатен.Ефтино решение“.
Scheepens на PolyOne верува дека и полнилата базирани на јаглерод (графит) и керамичките полнила се ветувачки адитиви од кои се очекува да ја постигнат потребната топлинска спроводливост и да ги балансираат другите електрични и механички својства.
Милер од Celanese рече дека компанијата истражила различни адитиви кои го комбинираат најширокиот избор на вертикално интегрирани базни смоли во индустријата за да обезбеди сопствени состојки кои прават топлинска спроводливост Опсегот е 0,4-40 W/mK.
Побарувачката за мултифункционални спроводливи соединенија како што се топлинска и електрична спроводливост или термички и отпорен на пламен, исто така, се чини дека се зголемува.
Matsco од Covestro истакна дека кога компанијата ги лансираше своите термички спроводливи Makrolon TC8030 и TC8060 PC, клиентите веднаш почнаа да прашуваат дали од нив може да се направат електрични изолациски материјали.„Решението не е толку едноставно.Сè што правиме за подобрување на ЕИ ќе има негативно влијание врз ТК.Сега, ние нудиме Makrolon TC110 поликарбонат и развиваме други решенија за да ги исполниме овие барања“.
Наамани-Голдман од BASF рече дека различните апликации бараат топлинска спроводливост и други карактеристики, како што се батериите и високонапонските конектори, на кои сите им треба дисипација на топлина и мора да ги исполнуваат строгите стандарди за отпорност на пламен кога се користат литиум-јонски батерии.
PolyOne, RTP и Celanese имаат забележано огромна побарувачка за мултифункционални соединенија од сите сегменти на пазарот и обезбедуваат топлинска спроводливост и заштита од EMI, поголемо влијание, отпорност на пламен, електрична изолација и соединенија со функции како отпорност на УВ и топлинска стабилност.
Традиционалните техники на обликување не се ефективни за материјали со висока температура.Калапите треба да разберат одредени услови и параметри за да ги решат проблемите понекогаш предизвикани од калапи со вбризгување со висока температура.
Една нова студија покажува како типот и количината на LDPE измешани со LLDPE влијаат на обработливоста и јачината/цврстината на дуваниот филм.Податоците се прикажани за мешавини богати со LDPE и LLDPE.