Hoppa direkt till innehållet

Information till studenter och medarbetare med anledning av covid-19 (Uppdaterad: 1 mars 2021)

printicon
Publicerad: 19 feb, 1998

Värmeledningsförmågan undersökt

Fredagen den 27 februari försvarar S. Peter Andersson, fysiska institutionen, Umeå universitet, sin doktorsavhandling med titeln Termofysikaliska egenskaper av amorfa polymerer under höga tryck.

Disputationen äger rum kl 10.30 i Naturvetarhuset, sal N300. Fakultetsopponent: docent Silas Gustafsson, materialfysik, Chalmers tekniska högskola, Göteborg.

I detta arbete har värmeledningsförmågan, värmekapaciteten och volymen undersökts för amorfa polymerer under höga tryck. (En amorf polymer är i fast tillstånd ett glas, till exempel plexiglas). Värmeledningsförmågan för polymerer är i allmänhet dåligt dokumenterad. Få mätningar har utförts. Polymerer används ofta som isoleringsmaterial och det är därför viktigt att man har bra data på deras värmeledningsförmåga om man vill ha en korrekt bild på hur ett visst material fungerar i ett visst användningsområde.

Med data om värmeledningsförmågan kan man beräkna hur temperaturen i en viss detalj är fördelad eller hur man ska dimensionera den för få önskad temperaturfördelning. Man kan också beräkna hur stort värmeflöde som går genom olika delar av materialet.

Industrin

Dessa beräkningar görs i industrin då man ska ta fram lösningar till olika produkter där värmetransport ingår på ett eller annat sätt. Man kan ju också tänka sig att polymerer används under stora laster. Då är det ju viktigt att ha kunskaper om hur värmeledningsförmågan ändras med trycket.

I avhandlingen har mätningar av värmeledningsförmågan gjorts på följande polymerer som används i industrin för tillverka olika saker:

  1. Plexiglas (fönsterglas)
  2. Polypropylen (återvinningsflaskor)
  3. Amorft teflon (industriella produkter)
  4. Polyisobutylene (råmaterial till cykelslang)
  5. Poly(propylene glykol) (batterier)
  6. Poly(vinyl acetat) 

Avhandlingsarbetet gäller grundforskning men resultaten skulle till en viss grad kunna tillämpas av industrin.

Huvudinriktningen på arbetet har varit att experimentellt bestämma värmeledningförmågans volymberoende. Tidigare bestämningar av detta beroende har varit osäkra. Denna osäkerhet beror på att polymerer inte är välkarakteriserade material, det vill säga inte har bestämd molekylvikt. Man kan förvänta sig olika egenskaper av en och samma polymer om molekylärvikt och värmebehandling är olika mellan två prover. Då tidigare bestämningar av volymberoendet var baserade på data från olika laboratorier finns det en uppenbar risk för att molekylärvikt och värmebehandling för dessa prover har varit olika.

Ingen osäkerhet

I detta arbete har denna osäkerhet eliminerats, eftersom mätningar av både värmeledningsförmågan och volymen har utförts på ett och samma provmaterial, som har varit utsatta för nära nog identisk väremebehandling. Som ett resultat av detta har man i avhandlingsarbetet funnit att värdena för värmledningsförmågans volymberoende skiljer sig från tidigare bestämningar.

Dessa värden har också jämförts med med teoretiska beräkningar och man har då funnit att det i vissa fall är stora skillnader. Detta visar att polymerer är komplexa system och att det är svårt att beskriva deras värmledningsförmåga med teoretiska modeller. Detta arbete ger därför ny möjlighet att förbättra teoretiska modeller för värmledningsförmågan. Dessutom ger arbetet en ny bild av hur storleken av värmledningsförmågans volymberoende varierar mellan olika typer av polymerer. Polymerer som både är vätskor och glas har undersökts.

Vid sidan av detta huvudområde har också studerats vid vilket tryck och temperatur som olika polymerer övergår från glas till vätska.

Kunskaper om detta är av central betydelse när det gäller det ändamål som polymerer ska användas till.

Peter Andersson nås på tel: 090-19 24 85 eller 090-786 63 36

Redaktör: Marit Andersson