ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Предмет исследования.Изучены теплофизические свойства нового полисилоксанового заливочного компаунда. Исследованы закономерности изменения теплопроводности и теплоемкости этого материала в диапазоне температур от +25 ºС до +175 ºС в зависимости от состава образцов. Выполнен поиск оптимального состава компаунда, обеспечивающего теплопроводность не менее 0,5 Вт/(м·К) и набор данных для оценочного прогнозирования изменения теплофизических свойств в зависимости от состава компаунда. Методы.Образцы изготовлены в ФГУП «НИИ синтетического каучука им. С.В. Лебедева» на основе серийно выпускаемых силоксановых полимеров. Компаунды представляли собой двух- или трехкомпонентные композиции холодного отверждения на основе низкомолекулярного (жидкого) полидиметилсилоксанового каучука СКТН. В качестве переменных по массовому наполнению добавок использованы полиэтилсилоксан ПЭС-5, гидроксид алюминия, гидрид титана, карбид бора, окись цинка.Исследования теплопроводности и теплоемкости выполнены с помощью измерителей ИТ-λ-400 ИТ-С-400 методом монотонного разогрева. Основные результаты. Получены новые экспериментальные данные зависимости теплопроводности и теплоемкости полисилоксанового компаунда от температуры, состава и концентрации различных наполнителей. Показано, что введение добавок позволило увеличить теплопроводность композита и уменьшить теплоемкость. Выявлено, что с ростом температуры теплопроводность компаундов падает примерно на 15%, а теплоемкость возрастает на 60–70%. Практическая значимость. Полученные данные позволяют выбрать оптимальный состав компаунда, обеспечивающий требуемые эксплуатационные показатели: теплопроводность не менее 0,5 Вт/(м·К), длительную термостойкость в диапазоне температур от –60 ºС до +200 ºС, сохранность эксплуатационных свойств при интегральном флюенсе нейтронов до 1∙10¹⁴ нейтрон/см² и суммарной поглощенной дозы по гамма-излучению до 300 Гр. Разработанный компаунд проходит испытание и может найти применение в качестве материала твердой нейтронной защиты в составе транспортных упаковочных комплектов, предназначенных для перемещения и хранения отработанного ядерного топлива.