کامپوزیت‌های رسانای گرمایی بر پایه پلی‌آمید6-پلی‌اولفین الاستومر دارای آلومینیم نیترید و آلومینیم اکسید

فرضیه: آمیزه‌های بر پایه پلی‌آمید مانند اکثر پلیمرها عایق گرمایی هستند که این ویژگی بسیاری از کاربردهای آن‌ها را محدود می‌کند. یک روش موثر برای بهبود رسانندگی گرمایی و خواص مکانیکی آمیزه‌های پلیمری، تغییر شکل‌شناسی و قراردادن گزینشی پرکننده‌های رسانای گرما در فصل مشترک فازها به‌منظور ایجاد مسیر رسانای گرماست. در این راستا، اختلاط پلی‌آمید6 با پلی‌اولفین الاستومر و پرکننده‌هایی مانند آلومینیم نیترید و آلومینیم اکسید راهکار موثری برای بهبود رسانندگی گرمایی و خواص مکانیکی آمیزه نام‌برده است. روش‌ها: اثر 10% وزنی از پرکننده‌های آلومینیم نیترید و آلومینیم اکسید و مخلوط آن‌ها (با نسبت 2 به1) و اندازه ذرات مختلف بر القای ساختار هر دو فاز پیوسته و رسانندگی گرمایی آمیزه پلی‌آمید6-پلی‌اولفین الاستومر (80/20) در حالت مذاب بررسی شد.یافته‌ها: نتایج حاصل بیانگر تشکیل ساختار پیوسته پایدار با انتخاب گزینشی پرکننده‌ها بین دو فاز پلی‌آمید6-پلی‌اولفین الاستومر است. نتایج رسانش‌سنجی گرمایی نشان می‌دهد، رسانندگی گرمایی نمونه‌های دارای 10% وزنی پرکننده آلومینیم نیترید یا اکسید به‌ترتیب 2.22  و 1.29w/m.kافزایش یافت که 4.8 و 3 برابر بیشتر از نمونه خالص است. در حالی که، رسانندگی گرمایی در نمونه دارای 10% وزنی از مخلوط پرکننده‌های آلومینیم نیترید و اکسید با نسبت وزنی به‌ترتیب 2 به 1، به3.43w/m.k  رسید که 7.23 برابر بیشتر از نمونه خالص است. زیرا، در این حالت ذرات پرکننده ریز، حفره‌های میان ذرات بزرگ را پُر می‌کنند و موجب کاهش تخلخل بین پرکننده‌ها و افزایش سطح تماس ذرات بی‌شکل آلومینیم نیترید و ذرات کروی‌شکل آلومینیم اکسید می‌شوند. بنابراین رسانندگی گرمایی سامانه به‌صورت هم‌افزایی افزایش می‌یابد. امید است، پژوهش انجام‌شده چشم‌انداز مثبتی برای طراحی کامپوزیت‌های پلیمری رسانای گرمایی با خواص مطلوب، سبک و ارزان باشد.

thermal conductive polyamide-6/polyolefin elastomer/aluminum nitride/aluminum oxide composites

hypothesis: polyamide-based blends, like most polymers, are thermally insulating materials, which restrict their application. an effective method to improve the thermal conductivity of polymers is manipulating the morphology and locating conductive fillers selectively at the polymer interfaces to induce heat conduction path way. in this regard, blending polyamide 6 with polyolefin elastomer and fillers such as aluminum nitride (aln) and aluminum oxide (al2o3) is an effective method to improve the thermal conductivity and mechanical propertiesmethods: the effect of 10% (by wt) aluminum nitride and aluminum oxide fillers and their mixture (with a ratio of 2:1) and different particle sizes on the induction of the structure of both continuous phases and the thermal conductivity of the polyamide-6 polyolefin elastomer mixture (80/20) in the molten state was investigatedfindings: the results demonstrated that a stable co-continuous structure was formed by selective localization of fillers in the pa6/poe interphase. the xenon flash analysis results showed that the thermal conductivity of samples containing 10% (by wt) of aln or al2o3 reaches 2.22 and 1.29 w/m.k, respectively, which are 4.8 and 3 times higher than the thermal conductivity of pure sample. however, in the samples containing 10% (by wt) aln/al2o3 mixture with a mass ratio of 2:1, thermal conductivity reaches 3.34 w/m.k which is 7.23 times higher than that of pure sample it can also be pointed to the fact that the gap of large size particle (al2o3) is filled by the small size filler (aln), therefore, the contact surface area of irregular aln particles and al2o3 spherical particles increases, which in turn has a synergistic effect on improving the thermal conductivity of the composite. it can be confidently claimed that this is a promising approach for the design of thermally conductive composites with favorable properties, light weight, and low cost.