Kjernemolekylær varme-motstandsmekanismer
- Forsterkning av molekylkjedestivhet: Stive strukturer-som aromatiske ringer eller voluminøse sidegrupper-introduseres i polymerryggraden. Disse begrenser den frie oscillasjonen og rotasjonen av molekylkjeder, og øker dermed materialets glassovergangstemperatur betydelig.
- Forbedring av intermolekylære krefter: Sterke interaksjoner mellom molekylære kjeder etableres gjennom metoder som å introdusere polare grupper eller danne hydrogenbindinger. Dette øker energiterskelen som kreves for at molekylkjedene skal gjennomgå relativ glidning.
- Tre-dimensjonal tverrbundet-nettverksstruktur: Termohærdende høy-temperaturplast danner irreversible kovalente bindinger mellom molekylkjeder via kjemiske reaksjoner. Dette skaper en stabil, tre-dimensjonal nettverksstruktur som fundamentalt forhindrer flyt eller deformasjon av molekylkjedene.
- Høyt ordnet krystallinsk struktur: Visse termoplastiske høy-temperaturplaster har høyt ordnet molekylkjedearrangementer som danner tette krystallinske områder. Kjedene er tettpakket, og krever ekstremt høye temperaturer for å forstyrre denne ordnede strukturen; for eksempel lar den krystallinske strukturen til isotaktisk polypropylen (PP) det oppnå et smeltepunkt på 160–170 grader.
Spesifikke prinsipper for vanlig høy-temperaturbestandig plast
- PP (polypropylen): Metylgrupper på molekylkjedene er orientert for å danne en isotaktisk struktur, noe som resulterer i høy krystallinitet og et smeltepunkt på omtrent 160–170 grader. Det forblir stabilt under lang-bruk ved temperaturer på 100–120 grader, noe som gjør det til et vanlig materiale for varme-bestandig, mat-emballasje.
- Bakelitt (fenolharpiks): En type herdeplast som danner en irreversibel tre-dimensjonal nettverksstruktur etter støping. Den mykner ikke eller deformeres under vedvarende varme, noe som gjør den mye brukt i applikasjoner som involverer høy-temperaturkontakt, for eksempel kokekarhåndtak.
- Teknisk plast med høy-ytelse (f.eks. PPS, PEEK): Disse har ryggrader som inneholder mange stive strukturer (som benzenringer) kombinert med sterke intermolekylære krefter. De tåler-langvarige driftstemperaturer som overstiger 250 grader, og oppfyller kravene fra ekstreme miljøer i sektorer som romfart og presisjonselektronikk.