-269～1800℃丨Cinque principali materiali polimerici resistenti alle alte temperature

I polimeri resistenti al calore si riferiscono a materiali polimerici con una buona stabilità alle alte temperature, ampiamente utilizzati in ambito aerospaziale, energetico, elettronico, dei materiali da costruzione e in altri settori. Nell'industria moderna, nella scienza e nella tecnologia, i materiali polimerici sono un materiale indispensabile. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, le esigenze dei consumatori in materia di materiali polimerici sono sempre più elevate e la stabilità alle alte temperature è una delle proprietà più importanti che i polimeri devono possedere. I materiali polimerici resistenti al calore offrono buone prestazioni in ambienti ad alta temperatura, come resistenza alle alte temperature, elevata resistenza al calore, elevata stabilità all'ossidazione, basso creep e buone prestazioni di lavorazione. Pertanto, i materiali polimerici resistenti al calore sono i materiali principali per soddisfare le esigenze delle future applicazioni ad alta temperatura.

fibra aramidica

L'aramide 1313 è una fibra con funzioni speciali, sviluppata per la prima volta da DuPont negli Stati Uniti. Questa fibra è simile a una normale fibra chimica, ma presenta numerose caratteristiche uniche. La caratteristica più importante è l'eccellente resistenza alle alte temperature, che le consente di essere utilizzata a lungo a temperature elevate di 220 °C senza invecchiamento. A temperature di circa 250 °C, la sua stabilità dimensionale è molto buona e il tasso di restringimento termico è solo dell'1%. L'indice limite di ossigeno dell'aramide 1313 è superiore al 28%. È una fibra ignifuga, non favorisce la combustione e ha buone prestazioni autoestinguenti. Inizia a decomporsi sopra i 370 °C e inizia a carbonizzare a circa 400 °C. Pertanto, l'aramide 1313 è ampiamente utilizzata nell'abbigliamento protettivo, nei camion dei pompieri, nell'industria aeronautica e automobilistica per soddisfare le esigenze di elevate prestazioni, elevata durata e stabilità alle alte temperature.

Rispetto all'attuale gomma siliconica metilvinilica, la gomma siliconica fenilica offre una migliore resistenza alla temperatura. Il suo intervallo di resistenza alla temperatura può essere esteso da -70°C a 350°C e la sua temperatura di esercizio a breve termine può raggiungere -110°C a 400°C. Presenta inoltre caratteristiche di resistenza all'ablazione e alle radiazioni. Pertanto, è ampiamente utilizzata in settori quali energia, elettrodomestici, automobili, refrigerazione industriale, aerospaziale, motori e altri. Un contenuto di fenile del 5%-15% è definito gomma siliconica a basso tenore di fenile, un contenuto di fenile del 15%-25% è definito gomma siliconica a medio tenore di fenile e un contenuto di fenile superiore al 30% è definito gomma siliconica ad alto tenore di fenile. Con l'aumento del contenuto di fenile, la rigidità molecolare aumenta, e di conseguenza anche la resistenza alle radiazioni e la resistenza alla fiamma. Tuttavia, le gomme siliconiche a medio e alto tenore di fenile sono difficili da lavorare e presentano scarse proprietà fisiche e meccaniche, pertanto la loro produzione e applicazione sono soggette a determinate restrizioni.

La gomma borosilicata è una speciale gomma sintetica con segmenti di decaborano di carbonio nella catena principale silossanica. Può essere utilizzata per brevi periodi ad alte temperature fino a 410 °C, e il suo intervallo di utilizzo a lungo termine è generalmente compreso tra -40 °C e 350 °C, e presenta altre proprietà simili alla gomma siliconica. La gomma borosilicata può essere lavorata e vulcanizzata come la gomma siliconica generica e viene spesso utilizzata per produrre prodotti come guarnizioni e materiali isolanti che devono essere utilizzati ad alte temperature.

La poliimmide è un materiale polimerico con una struttura immidica nella catena principale e la sua struttura molecolare include unità strutturali principali come anelli aromatici e anelli eterociclici. La poliimmide ha la più alta classificazione di ignifugazione (UL-94), buone proprietà di isolamento elettrico, proprietà meccaniche, stabilità chimica, resistenza all'invecchiamento, resistenza alle radiazioni e basse perdite dielettriche. Allo stesso tempo, queste proprietà non variano significativamente in un ampio intervallo di temperatura (-269 °C-400 °C). Pertanto, la poliimmide è ampiamente utilizzata in microelettronica, aerospaziale, automobilistica, medica, chimica e altri settori.

Il polimero di polisilazano è un tipo di materiale polimerico inorganico con Si-N ripetuto nella catena principale della molecola. Grazie alla sua particolare struttura chimica, può essere convertito in ceramiche di silice ad alte temperature. Pertanto, il polisilazano ha un importante valore applicativo nella resistenza alle alte temperature. L'angolo di legame silicio-azoto della resina di polisilazano è piccolo e la tensione di legame molecolare è elevata, quindi la catena molecolare non è facile da formare un anello e non è facile che si verifichino reazioni collaterali come backbiting e riarrangiamento durante la reazione di polimerizzazione molecolare. Ha una buona stabilità termica. Cambiando il sostituente di un atomo di silicio o di un atomo di azoto, è possibile progettare una resina di polisilazano con proprietà specifiche, con eccellente resistenza alle alte temperature (1800 °C), elevata durezza del film, vernice ultrasottile, bassa viscosità e eccellente adesione alla maggior parte dei substrati.

I materiali polimerici resistenti al calore offrono buone prestazioni in ambienti ad alta temperatura, tra cui resistenza alle alte temperature, elevata resistenza al calore, elevata stabilità all'ossidazione, basso creep e buone prestazioni di lavorazione. Questi materiali polimerici resistenti al calore hanno grandi prospettive applicative e, grazie alla continua innovazione e sviluppo, offrono soluzioni per le future esigenze applicative ad alta temperatura.