Өнөөгийн эрэлт хэрэгцээтэй үйлдвэрлэлийн ландшафтад бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хязгаарт нь байнга шахагдаж байдаг. Хэт өндөр температур, өндөр даралт, хатуу химийн бодисууд нь материалд тулгардаг бэрхшээлүүдийн хэдхэн юм. Эдгээр хэрэглээнд уламжлалт полимерууд ихэвчлэн богино хугацаанд унаж, хүчтэй халуунд ажиллах чадвараа алддаг. Аз болоход халуунд тэсвэртэй шинэ үеийн полимерууд гарч ирсэн бөгөөд энэ нь өндөр ачаалалтай орчинд онцгой гүйцэтгэлийг санал болгодог.
Энэхүү нийтлэл нь өндөр хүчин чадалтай, халуунд тэсвэртэй полимерүүдийн ертөнцийг судлах болно. Бид тэдгээрийг эрэлт хэрэгцээтэй хэрэглээнд тохиромжтой болгодог гол шинж чанаруудыг судалж, халуунд тэсвэртэй янз бүрийн төрлийн полимерүүдийн талаар ярилцаж, тэдгээрийн бодит хэрэглээг судлах болно.
Полимер дэх дулааны эсэргүүцлийн тухай ойлголт
Дулааны тогтвортой байдал гэж нэрлэгддэг халуунд тэсвэртэй байдал нь өндөр температурт өртөх үед полимерийн бүтэц, шинж чанарыг хадгалах чадварыг илэрхийлдэг. Энэ нь өндөр дулаантай орчинд эд ангиудын бүрэн бүтэн байдал, ажиллагааг хангахад маш чухал юм. Полимерийн халуунд тэсвэртэй байдалд хэд хэдэн хүчин зүйл нөлөөлдөг:
- Шилэн шилжилтийн температур (Tg):Энэ нь полимер хатуу, шилэн төлөвөөс илүү резинэн төлөв рүү шилжих температур юм. Tg-ийн өндөр утгатай полимерууд нь дулааныг илүү сайн эсэргүүцдэг.
- Дулааны задралын температур (Td):Энэ нь полимер химийн хувьд задарч эхэлдэг температур юм. Илүү өндөр Td утгатай полимерууд нь эвдрэл үүсэхээс өмнө ажлын өндөр температурыг тэсвэрлэдэг.
- Химийн бүтэц:Полимер гинжин хэлхээн дэх атом ба бондын тодорхой зохицуулалт нь түүний дулааны тогтвортой байдалд нөлөөлдөг. Хүчтэй ковалент холбоо бүхий полимерууд нь ихэвчлэн дулааныг илүү сайн эсэргүүцдэг.
Халуунд тэсвэртэй полимерийн төрлүүд
Төрөл бүрийн өндөр хүчин чадалтай полимерууд нь янз бүрийн хэрэглээнд онцгой халуунд тэсвэртэй байдаг. Хамгийн түгээмэл төрлүүдийн заримыг энд харуулав.
- Полимидууд (PI):Гайхамшигтай дулааны тогтвортой байдалаараа алдартай PI нь Tg болон Td-ийн өндөр утгуудтай. Эдгээр нь өндөр температурт ч гэсэн маш сайн механик шинж чанартай тул сансар огторгуй, электроник, автомашины хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг.
- Полиэтеркетонууд (PEEK):PEEK нь халуунд тэсвэртэй, химийн эсэргүүцэл, механик хүч чадлын гайхалтай хослолыг санал болгодог. Энэ нь газрын тос, байгалийн хийн хайгуул, автомашины эд анги, эмнэлгийн суулгац гэх мэт эрэлт хэрэгцээтэй салбарт хэрэглээг олж авдаг.
- Фторполимерууд (PTFE, PFA, FEP):Teflon™ зэрэг полимерүүдийн энэ гэр бүл нь онцгой дулаан, химийн эсэргүүцлийг харуулдаг. Тэдгээрийг ихэвчлэн цахилгаан тусгаарлагч, шингэнтэй харьцах систем, үрэлтийн шинж чанар багатай тул наалддаггүй бүрхүүлд ашигладаг.
- Силикон полимер:Эдгээр олон талт полимерууд нь дулаанд тэсвэртэй, уян хатан чанар, цахилгаан тусгаарлагч шинж чанартай байдаг. Эдгээр нь янз бүрийн салбарт жийргэвч, лац, хоолой зэрэгт өргөн хэрэглэгддэг.
- Өндөр хүчин чадалтай термопластик (PEEK, PPS, PSU):Эдгээр дэвшилтэт термопластикууд нь маш сайн халуунд тэсвэртэй, механик хүч чадал, галд тэсвэртэй байдаг. Эдгээр нь автомашины эд анги, цахилгаан эд анги, сансрын байгууламж зэрэг эрэлт хэрэгцээтэй хэрэглээнд улам бүр ашиглагдаж байна.
Халуунд тэсвэртэй полимеруудын хэрэглээ
Халуунд тэсвэртэй полимерүүд нь янз бүрийн өндөр хүчдэлийн үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энд зарим гол жишээ байна:
- Сансар:Онгоцны хөдөлгүүрийн эд анги, дулааны бамбай, бүтцийн эд ангиуд нь ажлын хэт их температурыг тэсвэрлэхийн тулд онцгой халуунд тэсвэртэй байхыг шаарддаг.
- Электрон бараа:Хэвлэмэл хэлхээний самбар, цахилгаан холбогч, IC сав баглаа боодол нь хэмжээст тогтвортой байдал, халуунд найдвартай ажиллахын тулд халуунд тэсвэртэй полимер дээр тулгуурладаг.
- Автомашин:Хөдөлгүүрийн эд анги, бүрээсний доорх эд анги, өндөр хүчин чадалтай дугуй нь өндөр температур, хатуу ширүүн орчныг тэсвэрлэх чадвартай халуунд тэсвэртэй полимерээс ашиг тустай.
- Газрын тос, байгалийн хийн хайгуул:Газрын тос, байгалийн хийн олборлолтод ашигладаг цооногийн эд анги, шугам хоолой, лац нь хэт өндөр температур, даралтыг тэсвэрлэх чадвартай материал шаарддаг.
- Химийн боловсруулалт:Химийн реактор, хадгалах сав, дамжуулах хоолойн систем нь ихэвчлэн өндөр температурт шингэн, химийн бодисуудтай ажилладаг бөгөөд халуунд тэсвэртэй, химийн тэсвэртэй полимер шаарддаг.
- Эмнэлгийн хэрэгсэл:Суулгах эмнэлгийн хэрэгсэл, ариутгах төхөөрөмж, мэс заслын багаж хэрэгсэл нь өндөр температуртай холбоотой хатуу цэвэрлэх, халдваргүйжүүлэх процессыг тэсвэрлэх чадвартай материал шаарддаг.
Халуунд тэсвэртэй полимеруудын ирээдүй
Судалгаа, хөгжүүлэлтийн хүчин чармайлт нь полимерүүдийн халуунд тэсвэртэй байдлын хил хязгаарыг тасралтгүй шахаж байна. Илүү өндөр Tg болон Td утгатай шинэ материалыг боловсруулж байгаа нь өндөр ачаалалтай хэрэглээнд нэмэлт боломжуудыг санал болгож байна. Нэмж дурдахад, тогтвортой байдлын зарчмуудыг тусгах нь байгаль орчны ул мөрийг багасгахын тулд био суурилсан халуунд тэсвэртэй полимеруудыг судлахад хүргэж байна.
Дүгнэлт
Халуунд тэсвэртэй полимерууд нь үйлдвэрлэлийн хэрэгцээ шаардлагад нийцсэн өндөр хүчин чадалтай, найдвартай бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бий болгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Гол шинж чанар, боломжит төрлүүдийг ойлгох нь инженер, дизайнеруудад тодорхой хэрэгцээнд хамгийн тохиромжтой материалыг сонгох боломжийг олгодог. Технологи хөгжихийн хэрээр ирээдүй нь илүү гайхалтай халуунд тэсвэртэй полимеруудыг амлаж, өндөр стресстэй орчинд хүрч болох хил хязгаарыг улам бүр нэмэгдүүлнэ.
Шуудангийн цаг: 03-06-24