بررسی انتقال حرارت وتعیین پارامترهای مربوطه در نانوکامپوزیت¬های بر پایه clay/pp/epdm
چکیده
این پژوهش با هدف تعیین هدایت و نفوذ حرارتی در نانوکامپوزیت ترموپلاستیک الاستومر های بر پایه pp/epdm/clay انجام گرفت. نمونه¬های نانوکامپوزیتی در شش ترکب درصد مختلف از نانوخاک رس و ماتریس پلیمری به روش اختلاط مذاب ساخته شد. به¬منظور دست¬یابی به هدف، پارامتر¬های ظرفیت گرمایی ویژه، ضریب انبساط خطی و چگالی برای نمونه-های نانوکامپوزیتی ساخته شده به¬عنوان تابعی از دما و ترکیب درصد اجزا درنانوکامپوزیت، اندازه¬گیری شد. یک روش جدید،که بر پایه¬¬ی یک مسئله انتقال حرارت معکوس بود، برای اندازه¬گیری هدایت حرارتی بکار گرفته¬ شد. ابتدا با فرض یک رابطه خطی برای هدایت حرارتی( k=at+b)، معادله انتقال حرارت گذرا در نمونه¬های نانوکامپوزیتی مکعب شکل با استفاده از روش¬های عددی (روش تفاضل محدود) حل شد. در هر نمونه بهترین ضرایب برای معادله هدایت حرارتی( aو b) با استفاده از یک برنامه حداقل مجموع مربعات خطا (در نرم¬افزار متلب)که در آن پروفایل دمایی تخمین زده شده با نمودار تجربی مقایسه می¬¬شد، تعیین گردید و به عنوان نتیجه گزارش شد. نتایج نشان داد که ظرفیت گرمایی ویژه با افزایش دما، افزایش میزان نانوخاک رس و همچنین افزایش میزان لاستیک در ماتریس پلیمری افزایش یافت. ضریب انبساط خطی با افزایش دما، افزایش لاستیک و بر خلاف آنچه که انتظار می¬رفت با افزایش میزان نانوخاک رس، افزایش یافت. چگالی نیز بر طبق انتظار با افزایش دما، افزایش لاستیک وکاهش میزان نانوخاک رس در ماتریس پلیمری، کاهش یافت. در همه نمونه-ها هدایت حرارتی با افزایش دما بصورت خطی کاهش پیدا کرد. همچنین در مقادیر پایین بارگذاری نانوخاک رس، هدایت حرارتی با افزایش میزان نانوخاک رس کاهش یافت درحالی¬که در مقادیر بالای بارگذاری هدایت حرارتی افزایش یافت. نفوذ حرارتی محاسبه شده نیز روندی مشابه با هدایت حرارتی را از خود نشان داد.