1. Structure moléculaire:
* longues chaînes en polymère: Les thermoplastiques sont faits de longues chaînes de molécules répétitives (polymères). Ces chaînes sont enchevêtrées et faiblement liées les unes aux autres.
* Forces intermoléculaires faibles: Les liaisons entre les chaînes polymères (forces Van der Waals) sont relativement faibles. Cela signifie qu'ils ne transfèrent pas facilement de l'énergie thermique.
2. Interaction thermique:
* Vibrations: Lorsque la chaleur est appliquée, les chaînes de polymère vibrent. Au lieu de transférer efficacement la chaleur, l'énergie est absorbée dans les vibrations des chaînes.
* Electrons limités limitées: Contrairement aux métaux, qui ont des électrons libres qui conduisent facilement la chaleur, les thermoplastiques ont peu d'électrons libres. Cela limite leur capacité à transférer rapidement de l'énergie thermique.
3. Autres facteurs:
* densité: Les thermoplastiques sont généralement moins denses que les métaux, conduisant à moins de matériau dans un volume donné, ce qui réduit encore la conduction thermique.
* Structure amorphe: De nombreux thermoplastiques ont une structure amorphe, ce qui signifie que leurs molécules sont disposées au hasard. Ce manque d'ordre entrave un transfert de chaleur efficace.
Implications d'une mauvaise conductivité thermique:
* Isolation thermique: Les thermoplastiques sont souvent utilisés comme isolants dans diverses applications en raison de leur capacité à ralentir le transfert de chaleur. Pensez à l'isolation dans les bâtiments, les tasses en mousse et même la poignée de votre poêle.
* Résistance à la chaleur: Bien qu'il s'agisse de mauvais conducteurs de chaleur, de nombreux thermoplastiques peuvent résister à des températures relativement élevées sans fondre ni dégradation. Cela les rend adaptés aux applications où la chaleur est présente.
Exceptions:
* Thermoplastique remplie: L'ajout de charges conductrices comme les particules métalliques ou les fibres de carbone aux thermoplastiques peut augmenter leur conductivité thermique.
* Thermoplastique cristalline: Certains thermoplastiques ont une structure plus cristalline, ce qui peut légèrement améliorer leur conductivité thermique.
en résumé: La combinaison de chaînes polymères longues et faiblement liées, d'électrons libres limités et souvent de la structure amorphe contribue à la mauvaise conductivité thermique de la plupart des thermoplastiques. Cette propriété est bénéfique dans les applications d'isolation, mais elle limite également leur utilisation dans des situations nécessitant un transfert de chaleur efficace.
