Основные молекулярные механизмы сопротивления теплу-
- Усиление жесткости молекулярной цепи. В основную цепь полимера вводятся жесткие структуры,-такие как ароматические кольца или объемные боковые группы-. Они ограничивают свободные колебания и вращение молекулярных цепей, тем самым значительно повышая температуру стеклования материала.
- Усиление межмолекулярных сил: сильные взаимодействия между молекулярными цепями устанавливаются с помощью таких методов, как введение полярных групп или образование водородных связей. Это повышает энергетический порог, необходимый для того, чтобы молекулярные цепи претерпели относительное проскальзывание.
- Трех-сшитая-сетчатая структура: термореактивные,-высокотемпературные пластики образуют необратимые ковалентные связи между молекулярными цепями посредством химических реакций. Это создает стабильную трехмерную сетчатую структуру, которая принципиально предотвращает растекание или деформацию молекулярных цепей.
- Высокоупорядоченная кристаллическая структура. Некоторые термопластичные жаропрочные-пластики имеют высокоупорядоченное расположение молекулярных цепей, образующее плотные кристаллические области. Цепи плотно упакованы, и для разрушения этой упорядоченной структуры требуются чрезвычайно высокие температуры; например, кристаллическая структура изотактического полипропилена (ПП) позволяет ему достигать температуры плавления 160–170 градусов.
Конкретные принципы изготовления обычных высоко-термостойких пластмасс
- ПП (полипропилен): Метильные группы в молекулярных цепях ориентированы так, что образуют изотактическую структуру, что приводит к высокой кристалличности и температуре плавления примерно 160–170 градусов. Он остается стабильным при длительном-использовании при температуре 100–120 градусов, что делает его основным материалом для изготовления термостойкой-пищевой- упаковки.
- Бакелит (фенольная смола): тип термореактивного пластика, который после формования образует необратимую трехмерную сетчатую структуру. Он не размягчается и не деформируется при длительном нагревании, что позволяет широко использовать его в изделиях, требующих-контакта с высокими температурами, например, в ручках кухонной посуды.
- Высокоэффективные-конструкционные пластики (например, PPS, PEEK): их основные цепи содержат многочисленные жесткие структуры (например, бензольные кольца) в сочетании с сильными межмолекулярными силами. Они могут выдерживать длительные-рабочие температуры, превышающие 250 градусов, что соответствует требованиям экстремальных условий в таких секторах, как аэрокосмическая промышленность и прецизионная электроника.