در صنعت مدرن و بسیاری از زمینه های پیشرفته ، قابلیت اطمینان فن آوری آب بندی مستقیم با عملکرد ، ایمنی و عمر تجهیزات مرتبط است. به عنوان یک مؤلفه آب بندی رایج و بحرانی ، عملکرد عالی حلقه های سیلیکون قرمز در محیط های درجه حرارت بالا توجه زیادی را به خود جلب کرده است. هنگامی که در یک محیط با درجه حرارت بالا قرار دارد ، یک سری فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی پیچیده و نفیس بی سر و صدا در داخل آن رخ می دهد و از پایداری عملکرد آب بندی اطمینان می دهد.
ماده اصلی حلقه O سیلیکون O ، لاستیک سیلیکون ، دارای یک ساختار مولکولی منحصر به فرد است. زنجیره اصلی آن از پیوندهای سیلیکون-اکسیژن (SI-O) تشکیل شده است ، و اتم های سیلیکون و اتم های اکسیژن به طور متناوب برای ایجاد یک اسکلت معدنی پایدار متصل می شوند. انرژی پیوند این پیوند سیلیکون اکسیژن نسبتاً زیاد است ، که به پایداری حرارتی اساسی لاستیک سیلیکون می دهد. در مقایسه با لاستیک های آلی رایج با پیوندهای کربن کربن (C-C) به عنوان زنجیره اصلی ، پیوندهای سیلیکون اکسیژن برای شکستن در دماهای بالا دشوارتر است و پایه و اساس عملکرد پایدار حلقه های S سیلیکون قرمز را در محیط های درجه حرارت بالا قرار می دهد. گروه های جانبی آلی مانند متیل (-CH₃) و وینیل (-CH = CH₂) نیز به زنجیره مولکولی لاستیک سیلیکون وصل می شوند. حضور این گروه های جانبی ارگانیک ، انعطاف پذیری خاصی را به زنجیره مولکولی اضافه می کند بدون اینکه بر پایداری زنجیره اصلی تأثیر بگذارد ، و باعث می شود لاستیک سیلیکون در دمای اتاق دارای خاصیت ارتجاعی خوبی باشد و قادر به سازگاری با نیازهای مختلف آب بندی باشد.
هنگامی که حلقه O سیلیکون قرمز در معرض محیط با درجه حرارت بالا قرار می گیرد ، انرژی گرمای خارجی به فضای داخلی آن منتقل می شود و در نتیجه افزایش انرژی جنبشی مولکول ها و تشدید حرکت مولکولی ایجاد می شود. طبق عقل سلیم ، تشدید حرکت مولکولی ممکن است باعث تغییر در تعامل بین زنجیره های مولکولی شود و حتی منجر به تخریب عملکرد مواد شود. با این حال ، ساختار مولکولی منحصر به فرد لاستیک سیلیکون در این زمان نقش اساسی دارد. با توجه به پایداری زنجیره اصلی پیوند سیلیکون-اکسیژن ، زنجیره مولکولی به راحتی شکسته یا تنظیم مجدد نمی شود. حتی اگر حرکت مولکولی در دمای بالا تسریع شود ، ساختار سفت و سخت پیوند سیلیکون اکسیژن هنوز هم می تواند شکل اصلی زنجیره مولکولی را حفظ کرده و از لغزش بیش از حد بین زنجیره های مولکولی جلوگیری کند. این محدودیت مؤثر در حرکت زنجیره مولکولی مانع از نرم شدن حلقه O سیلیکون قرمز یا جریان در دماهای بالا مانند برخی از مواد لاستیکی معمولی می شود و از این طریق پایداری شکل خود را حفظ می کند.
در عین حال ، انعطاف پذیری گروههای جانبی آلی در زنجیره مولکولی لاستیکی سیلیکون نیز نقش مهمی در محیط های درجه حرارت بالا دارد. با وجود حرکت مولکولی تشدید شده ، وجود گروه های جانبی آلی به زنجیره های مولکولی اجازه می دهد تا درجه خاصی از اتصال انعطاف پذیر را حفظ کنند. این اتصال انعطاف پذیر به زنجیره های مولکولی اجازه می دهد تا بدون از بین بردن یکپارچگی کل ساختار مولکولی ، نسبت به یکدیگر در یک محدوده خاص حرکت کنند. به عنوان مثال ، هنگامی که حلقه O سیلیکون قرمز در معرض نیروی اکستروژن خارجی قرار می گیرد ، زنجیره مولکولی می تواند جابجایی ها و تنظیمات جزئی را از طریق اثر هم افزایی گروههای جانبی آلی انجام دهد تا با تغییرات فشار سازگار شود. در آب بندی خط لوله با درجه حرارت بالا ، با افزایش دمای محیط موجود در خط لوله ، خط لوله به صورت حرارتی گسترش می یابد و نیروی اکستروژن اضافی را بر روی حلقه O ایجاد می کند. در این زمان ، زنجیره مولکولی درون حلقه O سیلیکون قرمز می تواند به موقع پاسخ دهد و شکل خود را تحت تأثیر ترکیبی از پشتیبانی پایدار زنجیره اصلی پیوند سیلیکون-اکسیژن و تنظیم انعطاف پذیر گروههای جانبی آلی تنظیم کند و از نزدیک سطح آب بندی رابط را قرار دهد تا به طور مؤثر از نشت رسانه های با درجه حرارت بالا جلوگیری کند. این توانایی برای حفظ خاصیت ارتجاعی و انعطاف پذیری در دماهای بالا و در نتیجه دستیابی به آب بندی مؤثر ، تجسم اصلی مقاومت درجه حرارت بالا از حلقه O سیلیکون قرمز است.
از منظر میکروسکوپی ، نگهداری عملکرد حلقه O سیلیکون قرمز O در دماهای بالا نیز مربوط به نیروی تعامل بین مولکول ها است. بین مولکول های لاستیکی سیلیکون نیروی ون der Waals وجود دارد. این نیروی بین مولکولی ضعیف نقش خاصی در حفظ وضعیت چگالش مواد در دمای اتاق دارد. در یک محیط دمای بالا ، اگرچه حرکت مولکولی شدت می یابد ، به دلیل خاصیت ساختار مولکولی لاستیک سیلیکون ، تغییر نیروی ون در والس نسبتاً اندک است. گروه های قطبی روی زنجیره مولکولی لاستیکی سیلیکون (مانند اتم های اکسیژن متصل به اتم های سیلیکون دارای الکترونگاتیت خاص هستند) ممکن است پیوندهای هیدروژن ضعیف یا سایر فعل و انفعالات ضعیف ایجاد کنند. این فعل و انفعالات ضعیف می تواند با نیروهای ون در والس در دماهای بالا همکاری کند تا بیشتر موقعیت های نسبی بین زنجیره های مولکولی را تثبیت کند و از پراکندگی بیش از حد زنجیرهای مولکولی جلوگیری کند. نگهداری پایدار این نیروی تعامل بین مولکولی تضمین می کند که حلقه O سیلیکون قرمز در دماهای بالا ساختار داخلی سست نخواهد داشت و از این طریق عملکرد آب بندی خوب را حفظ می کند.
در کاربردهای عملی ، مزایای مقاومت در برابر دمای بالا حلقه های سیلیکونی قرمز کاملاً منعکس شده است. از نظر تجهیزات گرمایش صنعتی ، خواه یک کوره با درجه حرارت بالا ، لوله بخار یا راکتور شیمیایی باشد ، این تجهیزات غالباً در حین کار محیط با درجه حرارت بالا ایجاد می کنند. حلقه های سیلیکون قرمز به طور گسترده ای در قسمت های آب بندی تجهیزات مانند واشر آب بندی درب کوره ، حلقه آب بندی اتصال خط لوله و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. این نه تنها عملکرد عادی تجهیزات را تضمین می کند و راندمان تولید را بهبود می بخشد ، بلکه خطرات ایمنی و زباله های انرژی ناشی از نشت را نیز کاهش می دهد.
در زمینه تولید خودرو ، موتور ، به عنوان مؤلفه اصلی خودرو ، گرمای زیادی را در حین کار تولید می کند و محیط آب بندی در اطراف آن بسیار خشن است. حلقه های O قرمز سیلیکون برای آب بندی سیستم خنک کننده موتور ، سیستم سوخت و خطوط لوله مختلف درجه حرارت بالا استفاده می شود. تحت اثرات ترکیبی از دمای بالا ، لرزش و رسانه های شیمیایی پیچیده در محفظه موتور ، می تواند با اطمینان از خنک کننده ، سوخت و سایر رسانه ها با مقاومت در برابر دمای بالا و پایداری شیمیایی عالی ، اطمینان حاصل شود و از عملکرد طبیعی موتور اطمینان حاصل کند و عمر سرویس موتور را گسترش دهد.
در زمینه هوافضا ، هنگامی که هواپیما در ارتفاع زیاد پرواز می کند ، موتور با تغییر دمای شدید روبرو می شود ، از محیط با درجه حرارت پایین تا محفظه احتراق درجه حرارت بالا ، دمای درجه حرارت بسیار زیاد است. حلقه های سیلیکون قرمز در قسمت های کلیدی مانند سیستم سوخت موتور ، سیستم هیدرولیک و آب بندی کابین به دلیل ثبات عملکرد عالی آنها در محدوده دمای گسترده استفاده می شود. در محفظه احتراق موتور درجه حرارت بالا ، می تواند در برابر تأثیر گاز درجه حرارت بالا مقاومت کند ، عملکرد آب بندی را حفظ کند ، از نشت گاز جلوگیری کند و از عملکرد کارآمد موتور اطمینان حاصل کند. از نظر آب بندی کابین هواپیما ، همیشه می تواند کشش و آب بندی خوب را تحت تغییرات متناوب دمای پایین با درجه بالا و دمای نسبتاً زیاد در داخل کابین حفظ کند و محیطی ایمن و راحت را برای خلبانان و مسافران فراهم کند.
