Pesha e lehtë, kostoja e ulët, forca e lartë e ndikimit, formueshmëria dhe personalizimi po nxisin me shpejtësi kërkesën për termoplastikë, të cilat ndihmojnë në mbajtjen e ftohtë të elektronikës, ndriçimit dhe motorëve të makinave.#Poliolefina
Komponimet përçuese termike të PolyOne përdoren në aplikimet e automobilave dhe E/E, të tilla si ndriçimi LED, ngrohëset dhe mbylljet elektronike.
Produktet e PC-ve termike Makrolon të Covestro përfshijnë nota për llambat LED dhe lavamanët e nxehtësisë.
Komponimet e përçueshme termike të RTP mund të përdoren në strehime të tilla si kutitë e baterive, si dhe radiatorë dhe komponentë më të integruar të shpërndarjes së nxehtësisë.
OEM-të në industrinë elektrike/elektronikë, automobil, ndriçim, pajisje mjekësore dhe makineri industriale kanë qenë të prirur për termoplastikë të përçueshëm termik për shumë vite, sepse ata po kërkojnë zgjidhje të reja për aplikime duke përfshirë radiatorët dhe pajisjet e tjera të shpërndarjes së nxehtësisë, LED.Kutia dhe kutia e baterisë.
Hulumtimi i industrisë tregon se këto materiale po rriten me një ritëm dyshifror, të nxitur nga aplikacionet e reja si automjetet tërësisht elektrike, makinat komplekse dhe komponentët e mëdhenj komercialë të ndriçimit LED.Plastika përçuese termike po sfidon materialet më tradicionale, të tilla si metalet (veçanërisht alumini) dhe qeramika, sepse ato kanë shumë përparësi: komponimet plastike janë më të lehta në peshë, më të ulëta në kosto, të lehta për t'u formuar, të personalizueshme dhe mund të ofrojnë më shumë avantazhe në stabilitetin termik. , Forca e goditjes dhe rezistenca ndaj gërvishtjeve dhe rezistenca ndaj gërryerjes.
Aditivët që përmirësojnë përçueshmërinë termike përfshijnë grafitin, grafinin dhe mbushësit qeramikë si nitridi i borit dhe alumini.Teknologjia për t'i përdorur ato gjithashtu po përparon dhe po bëhet më me kosto efektive.Një prirje tjetër është futja e rrëshirave inxhinierike me kosto të ulët (të tilla si najloni 6 dhe 66 dhe PC) në komponimet përçuese termike, gjë që vë në konkurrencë materialet me çmime të larta të përdorura më shpesh si PPS, PSU dhe PEI.
Për çfarë është gjithë zhurma?Një burim në RTP tha: "Aftësia për të formuar pjesë rrjetë, për të zvogëluar numrin e pjesëve dhe hapat e montimit, dhe për të zvogëluar peshën dhe koston janë të gjitha forcat shtytëse për adoptimin e këtyre materialeve.""Për disa aplikacione, të tilla si mbylljet elektrike dhe mbiformimi i komponentëve, aftësia për të transferuar nxehtësinë kur bëhet një izolues elektrik është fokusi i vëmendjes."
Dalia Naamani-Goldman, Menaxhere e Marketingut të Transportit Elektronik dhe Elektrik të Biznesit të Materialeve Funksionale të BASF, shtoi: “Përçueshmëria termike po bëhet me shpejtësi një çështje shqetësimi në rritje për prodhuesit e komponentëve elektronikë dhe OEM-të e automobilave.Për shkak të përparimeve teknologjike dhe kufizimeve të hapësirës, ​​aplikacionet janë të vogla dhe për këtë arsye termike Akumulimi dhe shpërndarja e fuqisë është bërë fokusi i vëmendjes.Nëse gjurma e komponentit është e kufizuar, është e vështirë të shtoni një lavaman metalik ose të futni një komponent metalik.
Naamani-Goldman shpjegoi se aplikimet e tensionit më të lartë po depërtojnë në automobila dhe kërkesa për fuqi përpunuese po rritet gjithashtu.Në paketat e baterive të automjeteve elektrike, përdorimi i metalit për të shpërndarë dhe shpërndarë nxehtësinë rrit peshën, e cila është një zgjedhje jopopullore.Përveç kësaj, pjesët metalike që funksionojnë me fuqi të lartë mund të shkaktojnë goditje elektrike të rrezikshme.Rrëshira plastike përçuese termike por jopërçuese lejon tensione më të larta duke ruajtur sigurinë elektrike.
Inxhinieri i zhvillimit të fushës së Celanese, James Miller (paraardhësi i Cool Polymers i blerë nga Celanese në 2014) tha se përbërësit elektrikë dhe elektronikë, veçanërisht komponentët elektrikë dhe elektronikë në automjetet elektrike, janë rritur me hapësirën e komponentëve që bëhet gjithnjë e më e mbushur me njerëz dhe vazhdon të tkurret.“Një faktor që kufizon reduktimin e madhësisë së këtyre komponentëve janë aftësitë e tyre të menaxhimit termik.Përmirësimet në opsionet e paketimit të përçueshëm termik i bëjnë pajisjet më të vogla dhe më efikase.”
Miller vuri në dukje se në pajisjet elektronike të energjisë, plastika përçuese termike mund të mbiformohet ose paketohet, gjë që është një zgjedhje e dizajnit që nuk disponohet në metale ose qeramikë.Për pajisjet mjekësore që gjenerojnë nxehtësi (të tilla si pajisjet mjekësore me kamera ose përbërës të kauterizimit), fleksibiliteti i dizajnit të plastikës që përçon termikisht lejon paketimin funksional me peshë më të lehtë.
Jean-Paul Scheepens, menaxher i përgjithshëm i biznesit të materialeve inxhinierike të specializuara të PolyOne, vuri në dukje se industria e automobilave dhe E/E kanë kërkesën më të madhe për komponime të përçueshme termike.Ai tha se këto produkte mund të plotësojnë një sërë nevojash të klientëve dhe industrisë, duke përfshirë lirinë e zgjeruar të projektimit, duke mundësuar dizajnin. Sipërfaqja e rritur mund të përmirësojë stabilitetin termik.Polimerët përçues termik gjithashtu ofrojnë opsione më të lehta dhe konsolidim të pjesëve, të tilla si integrimi i ngrohësve dhe strehëve në të njëjtin komponent, dhe aftësinë për të krijuar një sistem më të unifikuar të menaxhimit termik.Efikasiteti i mirë ekonomik i procesit të derdhjes me injeksion është një tjetër faktor pozitiv.”
Joel Matsco, menaxher i lartë i marketingut për polikarbonatin në Covestro, beson se plastika përçuese termike fokusohet kryesisht në aplikimet e automobilave.“Me një avantazh të densitetit prej rreth 50%, ata mund të ulin ndjeshëm peshën.Kjo mund të shtrihet edhe tek automjetet elektrike.Shumë module baterish ende përdorin metal për menaxhimin termik dhe për shkak se shumica e moduleve përdorin shumë struktura të përsëritura brenda, ata përdorin përçueshmëri termike Pesha e kursyer duke zëvendësuar metalet me polimere u rrit shpejt.”
Covestro sheh gjithashtu një prirje drejt lehtësimit të komponentëve të mëdhenj të ndriçimit komercial.Matsco thekson: "Dritat e larta të gjirit prej 35 kilogramësh në vend të 70 kilogramëve kërkojnë më pak strukturë dhe janë më të lehta për instaluesit që të mbajnë në skela."Covestro gjithashtu ka projekte të mbylljes elektronike si ruterat, në të cilët pjesët plastike veprojnë si kontejner dhe ofrojnë menaxhim të nxehtësisë.Matsco tha: “Në të gjitha tregjet, në varësi të dizajnit, ne gjithashtu mund të ulim kostot deri në 20%.
PolyOne's Sheepens's deklaroi se aplikimet kryesore të teknologjisë së saj të përçueshmërisë termike në automobila dhe E/E përfshijnë ndriçimin LED, lavamanët e nxehtësisë dhe shasinë elektronike, të tilla si pllakat amë, kutitë e inverterit dhe aplikacionet e menaxhimit/sigurisë së energjisë.Në mënyrë të ngjashme, burimet e RTP shohin që komponimet e tij termikisht të përçueshme përdoren në strehime dhe lavamanë nxehtësie, si dhe komponentë më të integruar të shpërndarjes së nxehtësisë në pajisjet industriale, mjekësore ose elektronike.
Matsco i Covestro tha se aplikimi kryesor i ndriçimit komercial është zëvendësimi i radiatorëve metalikë.Në mënyrë të ngjashme, menaxhimi termik i aplikacioneve të rrjetit të nivelit të lartë po rritet gjithashtu në ruterë dhe stacione bazë.Naamani-Goldman i BASF theksoi në mënyrë specifike se komponentët elektronikë përfshijnë shufrat e autobusëve, kutitë dhe lidhësit e tensionit të lartë, izoluesit e motorëve dhe kamerat e pamjes së përparme dhe të pasme.
Miller i Celanese tha se plastika përçuese termike ka bërë përparime të mëdha në ofrimin e fleksibilitetit të dizajnit 3D për të përmbushur kërkesat më të larta të menaxhimit termik për ndriçimin LED.Ai shtoi: “Në ndriçimin e automobilave, polimeri ynë përçues termik CoolPoly (TCP) mundëson përdorimin e mbulesave të ndriçimit të sipërm me profil të hollë dhe radiatorëve zëvendësues të aluminit për fenerët e jashtëm”.
Miller i Celanese tha se CoolPoly TCP ofron një zgjidhje për ekranin në rritje të kokës së automobilave (HUD) - për shkak të hapësirës së kufizuar të panelit, rrjedhës së ajrit dhe nxehtësisë, ky aplikacion kërkon shpërndarje më të lartë të nxehtësisë sesa ndriçimi uniform.Në këtë pozicion të makinës shkëlqen rrezet e diellit.“Pesha e plastikës përçuese termike është më e lehtë se alumini, gjë që mund të zvogëlojë ndikimin e goditjes dhe dridhjeve në këtë pjesë të automjetit, gjë që mund të shkaktojë shtrembërim të imazhit.”
Në rastin e baterisë, Celanese ka gjetur një zgjidhje inovative përmes serisë CoolPoly TCP D, e cila mund të sigurojë përçueshmëri termike pa përçueshmëri elektrike, duke përmbushur kështu kërkesat relativisht të rrepta të cilësisë së aplikimit.Ndonjëherë, materiali përforcues në plastikën përçuese termike kufizon zgjatjen e saj, kështu që ekspertët e materialeve Celanese kanë zhvilluar një shkallë CoolPoly TCP me bazë najloni, e cila është më e fortë se klasa tipike (rezistenca përkulëse 100 MPa, moduli përkulje 14 GPa, 9 kJ / m2 Ndikimi me nota të qarta) pa sakrifikuar përçueshmërinë termike ose densitetin.
CoolPoly TCP ofron fleksibilitet në dizajnin me konvekcion dhe mund të plotësojë kërkesat e transferimit të nxehtësisë të shumë aplikacioneve që kanë përdorur historikisht alumin.Avantazhi i formimit të tij me injeksion është se derdhjet e aluminit konsumojnë një të tretën e energjisë së aluminit dhe jeta e shërbimit zgjatet me gjashtë herë.
Sipas Matsco të Covestro, në sektorin e automobilave, aplikimi kryesor është zëvendësimi i radiatorëve në modulet e fenerëve, modulet e llambave të mjegullës dhe modulet e dritave të pasme.Lavamanët e nxehtësisë për funksionet e rrezeve të gjata dhe të ulëta LED, tubat e dritës LED dhe udhëzuesit e dritës, dritat e drejtimit të ditës (DRL) dhe dritat e sinjalit të kthesës janë të gjitha aplikime të mundshme.
Matsco vuri në dukje: "Një nga forcat kryesore lëvizëse të kompjuterit termik Makrolon është aftësia për të integruar drejtpërdrejt funksionin e lavamanit të nxehtësisë në komponentët e ndriçimit (të tilla si reflektorët, kornizat dhe strehët), e cila arrihet me derdhje me injeksion të shumëfishtë ose me dy metodat e komponentit.“Nëpërmjet reflektorit dhe kornizës së bërë zakonisht nga PC, ngjitja e përmirësuar mund të shihet kur kompjuteri përçues termik ri-formohet mbi të për të kontrolluar nxehtësinë, duke reduktuar kështu nevojën për fiksimin e vidhave ose ngjitësve.Kërkesa.Kjo zvogëlon numrin e pjesëve, operacionet ndihmëse dhe kostot e përgjithshme të nivelit të sistemit.Përveç kësaj, në fushën e automjeteve elektrike, ne shohim mundësi në menaxhimin termik dhe strukturën mbështetëse të moduleve të baterive.”
Naamani-Goldman i BASF (Naamani-Goldman) gjithashtu deklaroi në automjetet elektrike se komponentët e paketës së baterive si ndarësit e baterive janë shumë premtues."Bateritë litium-jon gjenerojnë shumë nxehtësi, por ato duhet të jenë në një mjedis konstant prej rreth 65°C, përndryshe ato do të degradohen ose do të dështojnë."
Fillimisht, komponimet plastike të përçueshme termikisht bazoheshin në rrëshira inxhinierike të nivelit të lartë.Por në vitet e fundit, rrëshirat inxhinierike të grupeve të tilla si najloni 6 dhe 66, PC dhe PBT kanë luajtur një rol të madh.Matsco i Covestro tha: “E gjithë kjo është gjetur në natyrë.Megjithatë, për arsye kostoje, tregu duket se është i përqendruar kryesisht në najlon dhe polikarbonat.
Scheepens tha se megjithëse PPS përdoret ende shumë shpesh, najloni 6 dhe 66 i PolyOne dhe PBT janë rritur.
RTP deklaroi se najloni, PPS, PBT, PC dhe PP janë rrëshirat më të njohura, por në varësi të sfidës së aplikimit, mund të përdoren shumë termoplastikë me performancë më të lartë si PEI, PEEK dhe PPSU.Një burim i RTP tha: “Për shembull, ngrohësi i një llambë LED mund të jetë prej materiali të përbërë najlon 66 për të siguruar një përçueshmëri termike deri në 35 W/mK.Për bateritë kirurgjikale që duhet të përballojnë sterilizimin e shpeshtë, kërkohet PPSU.Karakteristikat e izolimit elektrik dhe zvogëlojnë akumulimin e lagështirës.”
Naamani-Goldman tha se BASF ka disa komponime komerciale përçuese termike, duke përfshirë najlon 6 dhe 66 klasa.“Përdorimi i materialeve tona është vënë në prodhim në një sërë aplikimesh si kutitë e motorëve dhe infrastruktura elektrike.Ndërsa ne vazhdojmë të përcaktojmë nevojat e klientëve për përçueshmëri termike, kjo është një zonë aktive e zhvillimit.Shumë klientë nuk e dinë se çfarë niveli kanë nevojë për përçueshmëri, kështu që materialet duhet të përshtaten për aplikime specifike që të jenë efektive.”
DSM Engineering Plastics lançoi së fundmi Xytron G4080HR, një PPS e përforcuar me 40% fibra xhami që optimizon performancën e sistemeve të menaxhimit termik të automjeteve elektrike.Është projektuar me vetitë e plakjes termike, rezistencën ndaj hidrolizës, qëndrueshmërinë dimensionale, rezistencën kimike në temperatura të larta dhe ngadalësimin e natyrshëm të flakës.
Sipas raporteve, ky material mund të mbajë një forcë prej 6000 deri në 10,000 orë në një temperaturë pune të vazhdueshme që tejkalon 130°C.Në testin më të fundit 3000-orësh 135°C ujë/glikol të lëngshëm, forca në tërheqje e Xytron G4080HR u rrit me 114% dhe zgjatja në thyerje u rrit me 63% krahasuar me produktin ekuivalent.
RTP deklaroi se sipas kërkesave të aplikimit, çdo nga një shumëllojshmëri aditivësh mund të përdoret për të përmirësuar përçueshmërinë termike dhe theksoi: “Aditivët më të njohur vazhdojnë të jenë aditivë si grafiti, por ne kemi eksploruar opsione të reja si grafeni ose aditivë të rinj qeramike..sistemi."
Një shembull i kësaj të fundit u iniciua vitin e kaluar nga Martinswerk Div ​​i Huber Engineered Polymers.Sipas raporteve, bazuar në alumin, dhe për tendencat e reja të migrimit (siç është elektrifikimi), performanca e aditivëve të serisë Martoxid është më e mirë se alumini i tjerë dhe mbushësit e tjerë përçues.Martoxid është përmirësuar duke kontrolluar shpërndarjen dhe morfologjinë e madhësisë së grimcave për të siguruar paketim dhe densitet të përmirësuar dhe trajtim unik të sipërfaqes.Sipas raporteve, mund të përdoret me një sasi mbushjeje që kalon 60% pa ndikuar në vetitë mekanike ose reologjike.Tregon potencial të shkëlqyeshëm në PP, TPO, najlon 6 dhe 66, ABS, PC dhe LSR.
Matsco i Covestro tha se grafiti dhe grafeni janë përdorur gjerësisht dhe vuri në dukje se grafiti ka një kosto relativisht të ulët dhe përçueshmëri termike të moderuar, ndërsa grafeni zakonisht kushton më shumë, por ka avantazhe të dukshme të përçueshmërisë termike.Ai shtoi: “Shpesh ekziston nevoja për materiale përçuese termike, izoluese elektrike (TC/EI), dhe këtu janë të zakonshme aditivë të tillë si nitridi i borit.Fatkeqësisht, nuk merrni asgjë.Në këtë rast, nitridi i borit siguron Izolimi elektrik është përmirësuar, por përçueshmëria termike zvogëlohet.Për më tepër, kostoja e nitridit të borit mund të jetë shumë e lartë, kështu që TC/EI duhet të bëhet një performancë materiale që ka nevojë urgjente për të provuar rritjen e kostos.
Naamani-Goldman i BASF-it e shpreh kështu: “Sfida është të arrihet një ekuilibër midis përçueshmërisë termike dhe kërkesave të tjera;për të siguruar që materialet mund të përpunohen me efikasitet në sasi të mëdha dhe që vetitë mekanike të mos bien shumë.Një sfidë tjetër është krijimi i një sistemi që mund të miratohet gjerësisht.Zgjidhje me kosto efektive.”
PolyOne's Scheepens beson se mbushësit me bazë karboni (grafiti) dhe mbushësit qeramikë janë aditivë premtues që pritet të arrijnë përçueshmërinë e kërkuar termike dhe të balancojnë vetitë e tjera elektrike dhe mekanike.
Miller i Celanese tha se kompania ka eksploruar një shumëllojshmëri aditivësh që kombinojnë përzgjedhjen më të gjerë të industrisë të rrëshirave bazë të integruara vertikalisht për të ofruar përbërës të pronarit që bëjnë përçueshmëri termike Gama është 0,4-40 W/mK.
Kërkesa për komponime përçuese shumëfunksionale si përçueshmëria termike dhe elektrike ose retardantë termik dhe flakë gjithashtu duket të rritet.
Matsco i Covestro vuri në dukje se kur kompania lançoi Macrolon TC8030 dhe TC8060 PC të saj me përçueshmëri termike, klientët filluan menjëherë të pyesnin nëse ato mund të shndërroheshin në materiale izoluese elektrike.“Zgjidhja nuk është aq e thjeshtë.Çdo gjë që bëjmë për të përmirësuar EI do të ketë një ndikim negativ në TC.Tani, ne ofrojmë polikarbonat Makrolon TC110 dhe po zhvillojmë zgjidhje të tjera për të përmbushur këto kërkesa.”
Naamani-Goldman i BASF tha se aplikacione të ndryshme kërkojnë përçueshmëri termike dhe karakteristika të tjera, të tilla si paketat e baterive dhe lidhësit e tensionit të lartë, të cilat të gjitha kanë nevojë për shpërndarje të nxehtësisë dhe duhet të plotësojnë standardet strikte të frenimit të flakës kur përdoren bateritë litium-jon.
PolyOne, RTP dhe Celanese kanë parë të gjithë një kërkesë të madhe për komponime shumëfunksionale nga të gjitha segmentet e tregut dhe ofrojnë përçueshmëri termike dhe mbrojtje EMI, ndikim më të lartë, vonesë ndaj flakës, izolim elektrik dhe Komponime me funksione të tilla si rezistenca ndaj UV dhe stabiliteti termik.
Teknikat tradicionale të formimit nuk janë efektive për materialet me temperaturë të lartë.Formuesit duhet të kuptojnë disa kushte dhe parametra për të zgjidhur problemet që ndonjëherë shkaktohen nga derdhja me injeksion në temperaturë të lartë.
Një studim i ri tregon se si lloji dhe sasia e LDPE e përzier me LLDPE ndikon në përpunueshmërinë dhe forcën / qëndrueshmërinë e filmit të fryrë.Të dhënat tregohen për përzierjet e pasura me LDPE dhe të pasura me LLDPE.