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Development of thermally conductive and high‐specific strength polypropylene composites for thermal management applications in automotive
Polymer Composites ( IF 4.8 ) Pub Date : 2021-01-15 , DOI: 10.1002/pc.25947 Rupam Gogoi 1 , Gaurav Manik 1
Polymer Composites ( IF 4.8 ) Pub Date : 2021-01-15 , DOI: 10.1002/pc.25947 Rupam Gogoi 1 , Gaurav Manik 1
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This study reports the preparation of multifunctional hybrid composites based on polypropylene (PP) for potential thermal management applications in automotive. Short carbon fiber (CF) at 5 and 8 wt%, and silane‐treated hollow glass microsphere (HGM) at 5, 10, 20, 30, and 40 wt% were incorporated separately in PP along with maleic anhydride‐grafted‐polypropylene (MA‐g‐PP). The interplay of filler content and its dispersion and distribution had a significant effect on the thermal conductivity (Kc) of the composites. Highest Kc of 1.20 W/m K was obtained for a CF and HGM wt% of 5 and 20, respectively. The rheological analysis revealed improved flowability as the complex viscosity of composites up to 20 wt% of HGM content was found to be less than PP. The thermal stability improved upon HGM incorporation and the highest thermal stability of ~26°C higher than that for PP was exhibited by hybrid composite with 8 wt% CF and 40 wt% HGM. Furthermore, Nielsen model demonstrated to be the closest fit for the experimental thermal conductivity value of hybrid composites among various micromechanical models used.
中文翻译：
开发用于汽车热管理的导热和高比强度聚丙烯复合材料
这项研究报告了基于聚丙烯（PP）的多功能杂化复合材料的制备，可用于汽车的潜在热管理应用。分别将5％和8 wt％的短碳纤维（CF）和5、10、20、30和40 wt％的经过硅烷处理的中空玻璃微球（HGM）与马来酸酐接枝的聚丙烯一起掺入PP（ MA‐g‐PP）。填料含量之间的相互作用及其分散和分布对复合材料的导热系数（K c）有重要影响。最高K cCF和HGM的wt％分别为5和20时，可得到1.20 W / m K的功率。流变分析表明，由于复合材料的复数粘度高达HGM含量的20 wt％，小于PP，因此流变性得到了改善。掺入HGM的热稳定性得到了改善，具有8 wt％的CF和40 wt％的HGM的混合复合材料表现出比PP高的最高热稳定性，比PP高〜26°C。此外，在所使用的各种微机械模型中，尼尔森模型被证明是最适合杂化复合材料的实验热导率值。
更新日期：2021-01-15
中文翻译：
开发用于汽车热管理的导热和高比强度聚丙烯复合材料
这项研究报告了基于聚丙烯（PP）的多功能杂化复合材料的制备，可用于汽车的潜在热管理应用。分别将5％和8 wt％的短碳纤维（CF）和5、10、20、30和40 wt％的经过硅烷处理的中空玻璃微球（HGM）与马来酸酐接枝的聚丙烯一起掺入PP（ MA‐g‐PP）。填料含量之间的相互作用及其分散和分布对复合材料的导热系数（K c）有重要影响。最高K cCF和HGM的wt％分别为5和20时，可得到1.20 W / m K的功率。流变分析表明，由于复合材料的复数粘度高达HGM含量的20 wt％，小于PP，因此流变性得到了改善。掺入HGM的热稳定性得到了改善，具有8 wt％的CF和40 wt％的HGM的混合复合材料表现出比PP高的最高热稳定性，比PP高〜26°C。此外，在所使用的各种微机械模型中，尼尔森模型被证明是最适合杂化复合材料的实验热导率值。
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