تشير البوليمرات المقاومة للحرارة إلى المواد البوليمرية ذات الاستقرار الجيد في درجات الحرارة العالية وتستخدم على نطاق واسع في مجال الفضاء والطاقة والإلكترونيات ومواد البناء وغيرها من المجالات.
البوليمر المقاوم للحرارة هو مادة بوليمرية تتميز بثبات جيد في درجات الحرارة العالية، وتُستخدم على نطاق واسع في مجالات الطيران، والطاقة، والإلكترونيات، ومواد البناء، وغيرها. في الصناعة والعلوم والتكنولوجيا الحديثة، تُعد مواد البوليمر مادة لا غنى عنها. مع تطور العلوم والتكنولوجيا، يزداد الطلب على مواد البوليمر، ويُعدّ ثبات درجات الحرارة العالية من أهم خصائصها. تتميز مواد البوليمر المقاومة للحرارة بأداء جيد في بيئات درجات الحرارة العالية، مثل قوة تحملها العالية، ومقاومتها العالية للحرارة، وثبات أكسدة عالٍ، وانخفاض معدل الزحف، وأداء معالجة ممتاز. لذلك، تُعدّ مواد البوليمر المقاومة للحرارة من المواد الرئيسية لتلبية احتياجات تطبيقات درجات الحرارة العالية المستقبلية.
ألياف الأراميد
الأراميد 1313 ألياف ذات وظائف خاصة، طورتها شركة دوبونت لأول مرة في الولايات المتحدة. تشبه هذه الألياف الألياف الكيميائية العادية، لكنها تتميز بالعديد من الخصائص الفريدة. أبرزها مقاومتها الممتازة لدرجات الحرارة العالية، حيث يمكن استخدامها لفترة طويلة عند درجة حرارة عالية تبلغ 220 درجة مئوية دون أن تشيخ. عند درجة حرارة حوالي 250 درجة مئوية، تتمتع بثبات أبعاد ممتاز، ومعدل انكماش حراري يبلغ 1% فقط. مؤشر الأكسجين المحدد للأراميد 1313 أكبر من 28%. وهي ألياف مقاومة للهب، ولا تدعم الاحتراق، وتتميز بأداء إطفاء ذاتي جيد. تبدأ في التحلل عند درجة حرارة أعلى من 370 درجة مئوية وتبدأ في التفحم عند حوالي 400 درجة مئوية. لذلك، تُستخدم الأراميد 1313 على نطاق واسع في الملابس الواقية، وسيارات الإطفاء، وصناعة الطيران والسيارات لتلبية احتياجات الأداء العالي والمتانة العالية وثبات درجات الحرارة العالية.
مطاط السيليكون الفينيل
بالمقارنة مع مطاط السيليكون ميثيل فينيل الحالي، يتميز مطاط السيليكون فينيل بمقاومة أفضل للحرارة. يمكن توسيع نطاق مقاومته للحرارة إلى -70-350 درجة مئوية، ويمكن أن تصل درجة حرارة تشغيله قصيرة المدى إلى -110-400 درجة مئوية. كما يتميز بخصائص مقاومة الاحتكاك ومقاومة الإشعاع. لذلك، يُستخدم على نطاق واسع في الطاقة والأجهزة الإلكترونية والسيارات والتبريد الصناعي العميق والفضاء والمحركات وغيرها من المجالات. يُطلق على محتوى الفينيل من 5% إلى 15% مطاط سيليكون منخفض الفينيل، ويُطلق على محتوى الفينيل من 15% إلى 25% مطاط سيليكون متوسط الفينيل، ويُطلق على محتوى الفينيل الذي يزيد عن 30% مطاط سيليكون عالي الفينيل. مع زيادة محتوى الفينيل، تزداد الصلابة الجزيئية، وتزداد أيضًا مقاومة الإشعاع ومقاومة اللهب وفقًا لذلك. ومع ذلك، يصعب معالجة مطاط السيليكون متوسط وعالي الفينيل وله خصائص فيزيائية وميكانيكية ضعيفة، لذا يخضع إنتاجه وتطبيقه لبعض القيود.
مطاط البورسليكات
مطاط البوروسيليكات هو مطاط صناعي خاص يحتوي على أجزاء من ثنائي بوران الكربون في سلسلته الرئيسية من السيلوكسان. يمكن استخدامه لفترات قصيرة في درجات حرارة عالية تصل إلى 410 درجات مئوية، ويتراوح نطاق استخدامه طويل الأمد بين -40 درجة مئوية و350 درجة مئوية، وله خصائص أخرى مشابهة لمطاط السيليكون. يمكن معالجة مطاط البوروسيليكات وبركنته مثل مطاط السيليكون العادي، ويُستخدم غالبًا في تصنيع منتجات مثل قطع الختم ومواد العزل التي تتطلب الاستخدام في درجات حرارة عالية.
بوليميد
البولي إيميد مادة بوليمرية ذات بنية إيميد في السلسلة الرئيسية، ويتضمن تركيبها الجزيئي وحدات هيكلية رئيسية مثل الحلقات العطرية والحلقات غير المتجانسة. يتميز البولي إيميد بأعلى تصنيف مقاومة للهب (UL-94)، وخصائص عزل كهربائي وميكانيكية جيدة، وثبات كيميائي، ومقاومة للشيخوخة، ومقاومة للإشعاع، وفقد عازل منخفض. في الوقت نفسه، لا تتغير هذه الخصائص بشكل كبير على نطاق واسع من درجات الحرارة (-269 درجة مئوية - 400 درجة مئوية). لذلك، يُستخدم البولي إيميد على نطاق واسع في الإلكترونيات الدقيقة، والفضاء، والسيارات، والطب، والكيمياء، وغيرها من المجالات.
بوليسيلازان
بوليمر بوليسيلازان هو نوع من المواد البوليمرية غير العضوية، مع تكرار Si-N في السلسلة الرئيسية للجزيء. بفضل بنيته الكيميائية الخاصة، يمكن تحويله إلى سيراميك السيليكا في درجات الحرارة العالية. لذلك، يتميز بوليسيلازان بقيمة تطبيقية مهمة في مقاومة درجات الحرارة العالية. زاوية رابطة السيليكون والنيتروجين في راتنج بوليسيلازان صغيرة، وشد الرابطة الجزيئية مرتفع، مما يجعل من الصعب تكوين حلقة في السلسلة الجزيئية، ومن الصعب حدوث تفاعلات جانبية مثل التذبذب وإعادة الترتيب أثناء تفاعل البلمرة الجزيئية. يتميز بثبات حراري جيد. عن طريق تغيير ذرة السيليكون أو ذرة النيتروجين البديلة، يمكن تصميم راتنج بوليسيلازان بخصائص محددة، يتميز بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية (1800 درجة مئوية)، وصلابة غشاء عالية، وورنيش فائق الرقة، ولزوجة منخفضة، وقوة التصاق ممتازة بمعظم أنواع الركائز.
تتميز مواد البوليمر المقاومة للحرارة بأداء ممتاز في بيئات درجات الحرارة العالية، بما في ذلك متانة عالية في درجات الحرارة العالية، ومقاومة عالية للحرارة، وثبات أكسدة عالٍ، وانخفاض في الزحف، وأداء معالجة ممتاز. تتمتع هذه المواد البوليمرية المقاومة للحرارة بآفاق تطبيقية واعدة، ومع الابتكار والتطوير المستمرين، توفر حلولاً لتلبية احتياجات التطبيقات المستقبلية في درجات الحرارة العالية.
