Piż ħafif, spiża baxxa, saħħa ta 'impatt għoli, moldability, u customization qed imexxu malajr id-domanda għal termoplastiċi, li jgħinu biex iżommu l-elettronika, id-dawl u l-magni tal-karozzi jibred.#Poljolefin
Il-komposti konduttivi termali ta 'PolyOne jintużaw f'applikazzjonijiet tal-karozzi u E/E, bħal dawl LED, sinkijiet tas-sħana u kompartimenti elettroniċi.
Il-prodotti tal-PC termali Makrolon ta 'Covestro jinkludu gradi għal lampi LED u sinkijiet tas-sħana.
Il-komposti konduttivi termali ta 'RTP jistgħu jintużaw f'housing bħal kaxxi tal-batteriji, kif ukoll radjaturi u komponenti ta' dissipazzjoni tas-sħana aktar integrati.
L-OEMs fl-industriji tal-elettriku/elettronika, tal-karozzi, tad-dawl, tat-tagħmir mediku u tal-makkinarju industrijali ilhom ħerqana fuq termoplastiċi termalment konduttivi għal ħafna snin minħabba li qed ifittxu soluzzjonijiet ġodda għal applikazzjonijiet inklużi radjaturi u apparat ieħor ta 'dissipazzjoni tas-sħana, LEDs.Kawża u każ tal-batterija.
Ir-riċerka tal-industrija turi li dawn il-materjali qed jikbru b'rata b'żewġ ċifri, immexxija minn applikazzjonijiet ġodda bħal vetturi kollha elettriċi, karozzi kumplessi u komponenti kummerċjali kbar tad-dawl LED.Il-plastiks termali konduttivi qed jisfidaw materjali aktar tradizzjonali, bħal metalli (speċjalment aluminju) u ċeramika, minħabba li għandhom ħafna vantaġġi: il-komposti tal-plastik huma eħfef fil-piż, inqas fl-ispiża, faċli biex jiffurmaw, customizable, u jistgħu jipprovdu aktar vantaġġi fl-istabbiltà termali , Saħħa tal-impatt u reżistenza għall-grif u reżistenza għall-brix.
L-addittivi li jtejbu l-konduttività termali jinkludu grafita, grafen, u fillers taċ-ċeramika bħal nitrur tal-boron u alumina.It-teknoloġija biex tużahom qed tavvanza wkoll u qed issir aktar kost-effettiva.Xejra oħra hija l-introduzzjoni ta 'reżini ta' inġinerija bi prezz baxx (bħal najlon 6 u 66 u PC) f'komposti konduttivi termali, li tpoġġi materjali bi prezz għoli użati b'mod aktar komuni bħal PPS, PSU, u PEI f'kompetizzjoni.
X'inhu l-fuss dwar?Sors f'RTP qal: "Il-ħila li tifforma partijiet netti, tnaqqas in-numru ta 'partijiet u passi ta' assemblaġġ, u tnaqqas il-piż u l-ispiża huma kollha forzi li jmexxu għall-adozzjoni ta 'dawn il-materjali.""Għal ċerti applikazzjonijiet, bħall-kompartimenti elettriċi u l-overmolding tal-komponenti, Il-kapaċità li tittrasferixxi s-sħana meta ssir iżolatur elettriku hija l-fokus tal-attenzjoni."
Dalia Naamani-Goldman, Maniġer tal-Marketing tat-Trasport Elettroniku u Elettriku tan-Negozju tal-Materjali Funzjonali ta 'BASF, żiedet: "Il-konduttività termali qed issir malajr kwistjoni ta' tħassib dejjem akbar għall-manifatturi tal-komponenti elettroniċi u l-OEMs tal-karozzi.Minħabba l-avvanzi teknoloġiċi u r-restrizzjonijiet tal-ispazju, l-applikazzjonijiet huma minjaturizzati u għalhekk termali L-akkumulazzjoni u t-tixrid tal-enerġija saru l-fokus tal-attenzjoni.Jekk il-footprint tal-komponent hija limitata, huwa diffiċli li żżid sink tas-sħana tal-metall jew daħħal komponent tal-metall.
Naamani-Goldman spjegat li l-applikazzjonijiet ta 'vultaġġ ogħla qed jippenetraw il-karozzi, u d-domanda għall-qawwa tal-ipproċessar qed tikber ukoll.F'pakketti ta 'batteriji ta' vetturi elettriċi, l-użu tal-metall biex ixerred u jxerred is-sħana jżid il-piż, li hija għażla mhux popolari.Barra minn hekk, partijiet tal-metall li joperaw b'qawwa għolja jistgħu jikkawżaw xokkijiet elettriċi perikolużi.Ir-reżina tal-plastik konduttiva termalment iżda mhux konduttiva tippermetti vultaġġi ogħla filwaqt li żżomm is-sigurtà elettrika.
L-inġinier tal-iżvilupp tal-qasam ta 'Celanese James Miller (predeċessur ta' Cool Polymers akkwistat minn Celanese fl-2014) qal li l-komponenti elettriċi u elettroniċi, speċjalment komponenti elettriċi u elettroniċi f'vetturi elettriċi, kibru mal-ispazju tal-komponenti. Isir aktar u aktar iffullar u jkompli jiċkien.“Fattur wieħed li jillimita t-tnaqqis tad-daqs ta’ dawn il-komponenti huwa l-kapaċitajiet ta’ ġestjoni termali tagħhom.It-titjib fl-għażliet tal-ippakkjar termalment konduttivi jagħmlu l-apparati iżgħar u aktar effiċjenti.”
Miller irrimarka li fit-tagħmir elettroniku tal-qawwa, il-plastiks termalment konduttivi jistgħu jiġu żżejjed jew ippakkjati, li hija għażla ta 'disinn mhux disponibbli f'metalli jew ċeramika.Għal apparati mediċi li jiġġeneraw is-sħana (bħal tagħmir mediku b'kameras jew komponenti ta 'kawterizzazzjoni), il-flessibbiltà tad-disinn tal-plastiks termalment konduttivi tippermetti ippakkjar funzjonali eħfef.
Jean-Paul Scheepens, maniġer ġenerali tan-negozju tal-materjali tal-inġinerija ta 'speċjalità ta' PolyOne, irrimarka li l-industriji tal-karozzi u E/E għandhom l-akbar domanda għal komposti konduttivi termali.Huwa qal li dawn il-prodotti jistgħu jissodisfaw varjetà ta 'ħtiġijiet tal-klijenti u l-industrija, inkluża l-libertà tad-disinn estiża, li tippermetti d-disinn L-erja tal-wiċċ miżjuda tista' ttejjeb l-istabbiltà termali.Polimeri konduttivi termali jipprovdu wkoll għażliet aktar ħfief u konsolidazzjoni tal-parti, bħall-integrazzjoni ta 'sinkijiet tas-sħana u housings fl-istess komponent, u l-abbiltà li tinħoloq sistema ta' ġestjoni termali aktar unifikata.L-effiċjenza ekonomika tajba tal-proċess tal-iffurmar tal-injezzjoni hija fattur pożittiv ieħor.”
Joel Matsco, maniġer anzjan tal-kummerċjalizzazzjoni għall-polikarbonat f'Covestro, jemmen li l-plastiks termali konduttivi huma ffukati prinċipalment fuq applikazzjonijiet tal-karozzi.“B’vantaġġ ta’ densità ta’ madwar 50%, jistgħu jnaqqsu l-piż b’mod sinifikanti.Dan jista 'jiġi estiż ukoll għal vetturi elettriċi.Ħafna moduli tal-batteriji għadhom jużaw metall għall-ġestjoni termali, u minħabba li l-biċċa l-kbira tal-moduli jużaw ħafna strutturi ripetittivi ġewwa, jużaw konduttività termali Il-piż iffrankat billi jissostitwixxu metalli b'polimeri malajr żdied."
Covestro jara wkoll tendenza lejn it-tħaffif tal-komponenti tad-dawl kummerċjali kbar.Matsco jindika: "Dwal tal-bajja għolja ta '35 lira minflok 70 lira jeħtieġu inqas struttura u huma aktar faċli għall-installaturi biex iwettqu l-armar."Covestro għandu wkoll proġetti ta 'kompartiment elettroniku bħal routers, li fihom partijiet tal-plastik jaġixxu bħala Kontenitur u jipprovdu ġestjoni tas-sħana.Matsco qal: "Fis-swieq kollha, skont id-disinn, nistgħu wkoll innaqqsu l-ispejjeż sa 20%."
Sheepens's ta' PolyOne iddikjara li l-applikazzjonijiet ewlenin tat-teknoloġija tal-konduttività termali tagħha fil-karozzi u E/E jinkludu dawl LED, sinkijiet tas-sħana u chassis elettroniċi, bħal motherboards, kaxxi inverter, u applikazzjonijiet ta 'ġestjoni/sigurtà tal-enerġija.Bl-istess mod, is-sorsi tal-RTP jaraw il-komposti konduttivi termali tiegħu jintużaw f'housings u sinkijiet tas-sħana, kif ukoll komponenti ta 'dissipazzjoni tas-sħana aktar integrati f'tagħmir industrijali, mediku jew elettroniku.
Matsco ta 'Covestro qal li l-applikazzjoni ewlenija tad-dawl kummerċjali hija s-sostituzzjoni ta' radjaturi tal-metall.Bl-istess mod, il-ġestjoni termali ta 'applikazzjonijiet tan-netwerk high-end qed tikber ukoll fir-routers u l-istazzjonijiet bażi.Naamani-Goldman ta 'BASF speċifikament irrimarka li l-komponenti elettroniċi jinkludu bus bars, kaxxi ta' junction ta 'vultaġġ għoli u konnetturi, iżolaturi tal-muturi, u kameras ta' quddiem u ta 'wara.
Miller ta 'Celanese qal li l-plastiks termali konduttivi għamlu passi kbar biex jipprovdu flessibilità tad-disinn 3D biex jissodisfaw rekwiżiti ogħla ta' ġestjoni termali għad-dawl LED.Żied jgħid: "Fid-dwal tal-karozzi, il-Polimer Konduttiv Termalment CoolPoly tagħna (TCP) jippermetti l-użu ta 'housings ta' dawl overhead bi profil irqiq u radjaturi ta 'sostituzzjoni tal-aluminju għal fanali ta' quddiem esterni."
Miller ta 'Celanese qal li CoolPoly TCP jipprovdi soluzzjoni għall-wiri head-up (HUD) tal-karozzi li qed jikber - minħabba spazju limitat tad-daxxbord, fluss ta' arja u sħana, din l-applikazzjoni teħtieġ dissipazzjoni tas-sħana ogħla minn dawl uniformi.Id-dawl tax-xemx jiddi fuq din il-pożizzjoni tal-karozza."Il-piż tal-plastik termalment konduttiv huwa eħfef mill-aluminju, li jista 'jnaqqas l-impatt ta' xokk u vibrazzjoni fuq din il-parti tal-vettura, li jista 'jikkawża distorsjoni tal-immaġni."
Fil-każ tal-batterija, Celanese sabet soluzzjoni innovattiva permezz tas-serje CoolPoly TCP D, li tista 'tipprovdi konduttività termali mingħajr konduttività elettrika, u b'hekk tissodisfa rekwiżiti ta' kwalità tal-applikazzjoni relattivament stretti.Xi drabi, il-materjal ta 'rinfurzar fil-plastik termalment konduttiv jillimita t-titwil tiegħu, għalhekk l-esperti tal-materjali Celanese żviluppaw CoolPoly TCP ta' grad ibbażat fuq in-najlon, li huwa aktar iebsa mill-grad tipiku (saħħa tal-flessjoni ta '100 MPa, modulu tal-flessjoni ta' 14 GPa, 9 kJ / m2 Charpy talja impatt) mingħajr ma tiġi sagrifikata konduttività termali jew densità.
CoolPoly TCP jipprovdi flessibilità fid-disinn tal-konvezzjoni u jista 'jissodisfa r-rekwiżiti tat-trasferiment tas-sħana ta' ħafna applikazzjonijiet li storikament użaw l-aluminju.Il-vantaġġ tal-iffurmar tal-injezzjoni tiegħu huwa li l-ikkastjar tad-die tal-aluminju jikkonsma terz tal-enerġija tal-aluminju, u l-ħajja tas-servizz hija estiża b'sitt darbiet.
Skont Matsco ta 'Covestro, fis-settur tal-karozzi, l-applikazzjoni ewlenija hija li tissostitwixxi radjaturi f'moduli tal-lampi ta' quddiem, moduli tal-bozoz taċ-ċpar u moduli tad-dawl ta 'wara.Sinkijiet tas-sħana għal funzjonijiet LED ta 'raġġ għoli u ta' raġġ baxx, pajpijiet tad-dawl LED u gwidi tad-dawl, dwal li jaħdmu bi nhar (DRL) u dwal tas-sinjali tad-dawran huma kollha applikazzjonijiet potenzjali.
Matsco rrimarka: "Waħda mill-forzi ewlenin tal-PC termali Makrolon hija l-abbiltà li tintegra direttament il-funzjoni tas-sink tas-sħana fil-komponenti tad-dawl (bħal rifletturi, bezels, u housings), li tinkiseb permezz ta 'molding ta' injezzjoni multipla jew żewġ- metodi komponenti.“Permezz tar-riflettur u l-qafas normalment magħmul minn PC, l-adeżjoni mtejba tista 'tidher meta l-PC termalment konduttiv jerġa' jiġi ffurmat fuqu biex jikkontrolla s-sħana, u b'hekk titnaqqas il-ħtieġa għal viti jew adeżivi li jiffissaw.Domanda.Dan inaqqas in-numru ta 'partijiet, operazzjonijiet awżiljarji u spejjeż ġenerali fil-livell tas-sistema.Barra minn hekk, fil-qasam tal-vetturi elettriċi, naraw opportunitajiet fil-ġestjoni termali u l-istruttura ta’ appoġġ tal-moduli tal-batteriji.”
Naamani-Goldman (Naamani-Goldman) tal-BASF iddikjara wkoll f'vetturi elettriċi li l-komponenti tal-pakkett tal-batteriji bħal separaturi tal-batteriji huma promettenti ħafna."Il-batteriji tal-jone tal-litju jiġġeneraw ħafna sħana, iżda jeħtieġ li jkunu f'ambjent kostanti ta 'madwar 65 ° C, inkella jiddegradaw jew ifallu."
Inizjalment, komposti tal-plastik konduttivi termali kienu bbażati fuq reżini ta 'inġinerija high-end.Iżda f'dawn l-aħħar snin, reżini tal-inġinerija tal-lott bħal najlon 6 u 66, PC u PBT kellhom rwol kbir.Matsco ta’ Covestro qal: “Dan kollu nstab fis-selvaġġ.Madankollu, minħabba raġunijiet ta’ spejjeż, is-suq jidher li huwa prinċipalment ikkonċentrat fuq najlon u polikarbonat.”
Scheepens qal li għalkemm il-PPS għadu użat ħafna drabi, in-nylon 6 u 66 u PBT ta’ PolyOne żdiedu.
RTP iddikjara li n-najlon, PPS, PBT, PC u PP huma l-aktar reżini popolari, iżda skont l-isfida tal-applikazzjoni, jistgħu jintużaw ħafna termoplastiċi ta 'prestazzjoni ogħla bħal PEI, PEEK u PPSU.Sors RTP qal: “Pereżempju, is-sink tas-sħana ta 'lampa LED jista' jkun magħmul minn materjal kompost tan-najlon 66 biex jipprovdi konduttività termali sa 35 W/mK.Għal batteriji kirurġiċi li għandhom jifilħu sterilizzazzjoni frekwenti, huwa meħtieġ PPSU.Proprjetajiet ta 'insulazzjoni elettrika u tnaqqas l-akkumulazzjoni ta' umdità."
Naamani-Goldman qal li BASF għandha diversi komposti termali konduttivi kummerċjali, inklużi najlon 6 u 66 gradi.“L-użu tal-materjali tagħna tpoġġa fil-produzzjoni f'varjetà ta 'applikazzjonijiet bħal housings tal-muturi u infrastruttura elettrika.Hekk kif inkomplu niddeterminaw il-ħtiġijiet tal-klijenti għall-konduttività termali, dan huwa qasam attiv ta 'żvilupp.Ħafna klijenti ma jafux liema livell għandhom bżonn il-Konduttività, għalhekk il-materjali għandhom ikunu mfassla apposta għal applikazzjonijiet speċifiċi biex ikunu effettivi.”
DSM Engineering Plastics reċentement nediet Xytron G4080HR, PPS rinforzat b'fibra tal-ħġieġ 40% li jottimizza l-prestazzjoni tas-sistemi ta 'ġestjoni termali tal-vetturi elettriċi.Hija ddisinjata bi proprjetajiet ta 'tixjiħ termali, reżistenza għall-idroliżi, stabbiltà dimensjonali, reżistenza kimika f'temperaturi għoljin u ritardanza tal-fjammi inerenti.
Skont rapporti, dan il-materjal jista 'jżomm saħħa ta' 6000 sa 10,000 siegħa f'temperatura ta 'ħidma kontinwa li taqbeż il-130 °C.Fl-aktar test riċenti ta '3000 siegħa ta' 135 °C ilma/glycol likwidu, is-saħħa tat-tensjoni ta 'Xytron G4080HR żdiedet b'114% u t-titwil fil-waqfa żdied bi 63% meta mqabbel mal-prodott ekwivalenti.
L-RTP iddikjarat li skont ir-rekwiżiti tal-applikazzjoni, kwalunkwe minn varjetà ta’ addittivi jistgħu jintużaw biex itejbu l-konduttività termali, u rrimarkat: “L-addittivi l-aktar popolari jkomplu jkunu addittivi bħall-grafita, iżda konna qed nesploraw għażliet ġodda bħall-graffen jew addittivi ġodda taċ-ċeramika..sistema.”
Eżempju ta 'dan ta' l-aħħar inbeda s-sena li għaddiet minn Martinswerk Div ​​​​of Huber Engineered Polymers.Skont rapporti, ibbażati fuq alumina, u għal xejriet ġodda ta 'migrazzjoni (bħal elettrifikazzjoni), il-prestazzjoni tal-addittivi tas-serje Martoxid hija aħjar minn alumina oħra u fillers konduttivi oħra.Martoxid huwa msaħħaħ billi jikkontrolla d-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli u l-morfoloġija biex jipprovdi ippakkjar u densità mtejba u trattament tal-wiċċ uniku.Skont rapporti, jista 'jintuża b'ammont ta' mili li jaqbeż is-60% mingħajr ma jaffettwa l-proprjetajiet mekkaniċi jew reoloġiċi.Juri potenzjal eċċellenti fil-PP, TPO, najlon 6 u 66, ABS, PC u LSR.
Matsco ta 'Covestro qal li kemm il-grafita kif ukoll il-grafita ntużaw ħafna, u rrimarka li l-grafita għandha spiża relattivament baxxa u konduttività termali moderata, filwaqt li l-grafita ġeneralment tiswa aktar, iżda għandha vantaġġi ovvji ta' konduttività termali.Żied jgħid: “Spiss ikun hemm bżonn ta’ materjali termalment konduttivi, elettrikament iżolanti (TC/EI), u dan huwa fejn addittivi bħan-nitrur tal-boron huma komuni.Sfortunatament, ma tieħu xejn.F'dan il-każ, in-nitrur tal-boron jipprovdi L-insulazzjoni elettrika titjieb, iżda l-konduttività termali titnaqqas.Barra minn hekk, l-ispiża tan-nitrur tal-boron tista 'tkun għolja ħafna, għalhekk TC/EI għandha ssir prestazzjoni materjali li teħtieġ b'mod urġenti li tipprova żieda fl-ispiża.
Naamani-Goldman tal-BASF jgħidu hekk: “L-isfida hija li jintlaħaq bilanċ bejn il-konduttività termali u rekwiżiti oħra;biex jiġi żgurat li l-materjali jistgħu jiġu pproċessati b'mod effiċjenti fi kwantitajiet kbar u li l-proprjetajiet mekkaniċi ma jaqgħux wisq.Sfida oħra hija li tinħoloq sistema li tista’ tiġi adottata b’mod wiesa’.Soluzzjoni kosteffettiva.”
Scheepens ta' PolyOne jemmen li kemm fillers ibbażati fuq il-karbonju (grafit) kif ukoll fillers taċ-ċeramika huma addittivi promettenti li huma mistennija jiksbu l-konduttività termali meħtieġa u jibbilanċjaw proprjetajiet elettriċi u mekkaniċi oħra.
Miller ta 'Celanese qal li l-kumpanija esplorat varjetà ta' addittivi li jgħaqqdu l-iktar għażla wiesgħa tal-industrija ta 'reżini bażi integrati vertikalment biex jipprovdu ingredjenti proprjetarji li jagħmlu l-konduttività termali Il-firxa hija 0.4-40 W/mK.
Id-domanda għal komposti konduttivi multifunzjonali bħal konduttività termali u elettrika jew termali u ritardant tal-fjammi tidher li tiżdied ukoll.
Matsco ta 'Covestro rrimarka li meta l-kumpanija nediet Makrolon TC8030 u TC8060 PC konduttivi termali tagħha, il-klijenti immedjatament bdew jistaqsu jekk setgħux isiru f'materjali elettriċi iżolanti.“Is-soluzzjoni mhix daqshekk sempliċi.Dak kollu li nagħmlu biex intejbu l-EI se jkollu impatt negattiv fuq it-TC.Issa, noffru Makrolon TC110 polikarbonat u qed niżviluppaw soluzzjonijiet oħra biex jissodisfaw dawn ir-rekwiżiti.
Naamani-Goldman ta 'BASF qal li applikazzjonijiet differenti jeħtieġu konduttività termali u karatteristiċi oħra, bħal pakketti ta' batteriji u konnetturi ta 'vultaġġ għoli, li kollha jeħtieġu dissipazzjoni tas-sħana u għandhom jissodisfaw standards stretti ta' ritardant tal-fjammi meta jużaw batteriji tal-jone tal-litju.
PolyOne, RTP u Celanese kollha raw domanda kbira għal komposti multifunzjonali mis-segmenti kollha tas-suq, u jipprovdu konduttività termali u shielding EMI, impatt ogħla, ritardanza tal-fjammi, insulazzjoni elettrika, u Komposti b'funzjonijiet bħal reżistenza UV u stabbiltà termali.
It-tekniki tradizzjonali tal-iffurmar mhumiex effettivi għal materjali b'temperatura għolja.Molders jeħtieġ li jifhmu ċerti kundizzjonijiet u parametri biex isolvu l-problemi kultant ikkawżat minn iffurmar ta 'injezzjoni ta' temperatura għolja.
Studju ġdid juri kif it-tip u l-ammont ta 'LDPE imħallat ma' LLDPE jaffettwaw il-proċessabbiltà u s-saħħa / it-toughness tal-film minfuħ.Id-dejta tintwera għal taħlitiet b'ħafna LDPE u b'ħafna LLDPE.