المواد البلاستيكية الهندسية هي مواد بوليمرية قوية. وهي تؤدي أداءً جيدًا وتُستخدم في العديد من المجالات. وقد اكتسبت المواد البلاستيكية الهندسية المقاومة لدرجات الحرارة العالية جدًا اهتمامًا كبيرًا لمقاومتها العالية للحرارة. هل تعرف هذه المواد البلاستيكية الهندسية الستة المقاومة لدرجات الحرارة العالية جدًا؟
كبريتيد البوليفينيلين (PPS)
بولي فينيل كبريتيد (PPS) هو بوليمر بلوري ذو خصائص حرارية وكيميائية ممتازة. المواد الكيميائية الاستقرار. يحافظ على أداء مستقر في البيئات ذات درجات الحرارة العالية التي تتجاوز 200 درجة مئوية لفترات طويلة ويظهر قوة ميكانيكية ممتازة وخصائص عزل كهربائية.
تُستخدم مادة PPS على نطاق واسع في صناعات الإلكترونيات والسيارات والفضاء الجوي. وفي الإلكترونيات، تُستخدم في الموصلات والمفاتيح والمرحلات، بينما تشمل تطبيقات السيارات الأجهزة الطرفية للمحرك ومكونات نظام الوقود. وفي صناعة الفضاء الجوي، تعد مادة PPS ضرورية لتصنيع الأجزاء الهيكلية والوظيفية عالية الحرارة.
ينشأ الأداء الاستثنائي لـ PPS من بنيته الجزيئية الفريدة، والتي تتميز بحلقات البنزين الوفيرة وذرات الكبريت. تعمل هذه السمات البنيوية على تعزيز الصلابة ونقطة الانصهار والقوة الميكانيكية.
تتميز مادة PPS بمقاومة ملحوظة للأحماض والقلويات والأملاح، إلا أن هشاشتها ومتطلبات معالجتها المعقدة تحد من تطبيقاتها الأوسع.
ولمعالجة هذه القيود، يتم استخدام استراتيجيات التعديل مثل عوامل التصلب وتقنيات المعالجة المتقدمة. وتعمل هذه التحسينات على تحسين قابلية استخدامها في البيئات الصناعية الصعبة.
المواد البلاستيكية الهندسية المقاومة لدرجات الحرارة العالية – البولي إيميد (PI)
البولي إيميد هو بوليمر يتمتع بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية. فهو يدوم طويلاً في درجات حرارة عالية تزيد عن 300 درجة مئوية. ويمكنه حتى تحمل درجات حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية لفترات قصيرة. كما يقاوم البولي إيميد درجات الحرارة العالية. كما يتمتع بخصائص ميكانيكية رائعة وعزل كهربائي ومقاومة للتآكل الكيميائي. ويُستخدم على نطاق واسع في مجالات الطيران والإلكترونيات والمواد الكيميائية وغيرها.
في مجال الطيران والفضاء، يستخدم البولي إيثيلين بوليمير في تصنيع الأجزاء عالية الحرارة والعزل الحراري والأختام. وفي الإلكترونيات، يساعد في إنشاء لوحات الدوائر المطبوعة والتغليف. وفي المواد الكيميائية، يستخدم البولي إيثيلين بوليمير في تصنيع الأنابيب والحاويات المقاومة للتآكل.
يأتي الأداء العالي لـ PI من بنيته الجزيئية الفريدة. تقاوم مجموعة الإيميد في السلسلة درجات الحرارة العالية والتآكل الكيميائي بشكل جيد للغاية. يمكن لـ PI ضبط أدائها باستخدام طرق تركيب وتعديل مختلفة. يساعد هذا في تلبية احتياجات المجالات المختلفة.
تتمتع البولي إيثيلين بوليسترين بالعديد من الخصائص الرائعة، ولكن لها أيضًا بعض الجوانب السلبية. وتشمل هذه الجوانب التكلفة العالية والمعالجة الصعبة. وهذا يحد من تطبيقها على نطاق واسع في بعض المجالات. ومع تقدم التكنولوجيا وانخفاض التكاليف، سيتوسع استخدام البولي إيثيلين بوليسترين أكثر فأكثر.
المواد البلاستيكية الهندسية المقاومة لدرجات الحرارة العالية – بولي إيثير إيثير كيتون (PEEK)
بولي إيثير إيثير كيتون هو مادة ترموبلاستيكية عالية الأداء ذات مقاومة عالية للغاية لدرجات الحرارة وقوة ميكانيكية. يمكن أن تصل درجة حرارة الاستخدام المستمر إلى 260 درجة مئوية، ويمكن أن تتجاوز درجة حرارة الاستخدام الفوري 300 درجة مئوية. كما يتمتع PEEK بمقاومة جيدة للتآكل الكيميائي ومقاومة التآكل وخصائص العزل الكهربائي.
تعتبر مادة PEEK ضرورية في العديد من المجالات. ففي الطب، تساعد في تصنيع العظام الاصطناعية والمفاصل والأجهزة الطبية. وفي مجال الفضاء، تُستخدم في تصنيع أجزاء الطائرات. وفي صناعة السيارات، تُصنع مكونات عالية الأداء. تتميز مادة PEEK بأداء ممتاز، مما يجعلها بديلاً رائعًا للمعادن. كما تساعد في تقليل الوزن وتعزيز أداء وموثوقية المكونات.
إن عملية تحضير مادة PEEK معقدة نسبيًا كما أن تكلفتها مرتفعة نسبيًا. ومع تحسن التكنولوجيا ونمو الإنتاج، من المرجح أن تنخفض التكاليف بمرور الوقت. يبحث الباحثون دائمًا عن طرق جديدة لتعديل مادة PEEK وتطبيقها في مجالات مختلفة. وهذا يساعد في تعظيم مزاياها.
بولي بنزيميدازول (PBI)
بولي بنزيميدازول هو بلاستيك هندسي مقاوم لدرجات الحرارة العالية للغاية وله خصائص خاصة. يظل بولي بنزيميدازول ثابتًا حتى في درجات الحرارة العالية. ويمكن أن يستمر لفترة طويلة عند حوالي 370 درجة مئوية. كما يتمتع بولي بنزيميدازول بثبات كبير في الحرارة، وله قوة ميكانيكية قوية، ويقاوم التآكل الكيميائي.
يعمل PBI بشكل رائع في درجات الحرارة المرتفعة والظروف الكيميائية القاسية. على سبيل المثال، يتم استخدام PBI في بعض المعدات الكيميائية الخاصة للأجزاء الرئيسية. كما يتم استخدامه في خلايا الوقود ذات درجات الحرارة المرتفعة لصنع مكونات مهمة.
من الصعب تصنيع مادة PBI، وهو ما يؤدي أيضًا إلى ارتفاع سعرها. لكن خصائصها الفريدة تجعلها ضرورية في بعض المجالات التي تتطلب أداءً عاليًا للغاية.
ولتعزيز فوائد PBI، يستكشف الباحثون طرقًا جديدة لتطبيقه وتعديله. ويهدف هذا إلى تعزيز الأداء وخفض التكاليف وتوسيع نطاق استخدامه.
بولي أريل سلفون (PASF)
بولي أريل سلفون هو بلاستيك هندسي يتمتع بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية وخصائص ميكانيكية. يمكن أن تصل درجة حرارة استخدامه على المدى الطويل إلى حوالي 200 درجة مئوية. كما أنه يوفر مقاومة قوية للتآكل الكيميائي وثباتًا جيدًا للأبعاد.
يُعد PASF مفيدًا في الإلكترونيات والسيارات والطائرات. ففي الإلكترونيات، يُستخدم في صناعة العوازل عالية الحرارة والأجزاء الهيكلية. وفي السيارات، يُستخدم في تصنيع أجزاء المحرك. إن الأداء القوي لـ PASF يجعله مادة بلاستيكية هندسية أساسية. فهو يوفر حلولاً موثوقة للحرارة العالية والظروف القاسية.
ومع ذلك، تواجه تقنية PASF أيضًا بعض التحديات، مثل التكلفة العالية وصعوبة المعالجة. ولترويجها وتطبيقها بشكل أفضل، نحتاج إلى تحسين عملية الإنتاج وخفض التكاليف. ويجب علينا الاستمرار في ابتكار التكنولوجيا وتوسيع التطبيقات. وبهذه الطريقة، يمكننا الاستفادة الكاملة من مزاياها وإمكاناتها.
بوليمر البلورات السائلة (LCP)
الاسم الصيني لـ LCP هو مركب بلوري سائل. البلورة السائلة هي مادة. لها تدفق سائل وبنية منظمة لجزيئات البلورة عند ذوبانها.
تتمتع مادة LCP بخصائص ميكانيكية ممتازة. الميزة الرئيسية هي أنه عندما يصبح الجدار أرق، تزداد قوته النسبية. تتمتع مادة LCP بخصائص حرارية جيدة ويمكن أن تصل درجة حرارة الاستخدام المستمر إلى 200 درجة مئوية - 300 درجة مئوية.
تتمتع LCP بثابت عازل منخفض وخسارة عازلة منخفضة. لذا، يتم استخدامها في الإلكترونيات مثل الموصلات والفتحات والمفاتيح والأقواس وأجهزة الاستشعار. التطبيق الأكثر دراسة هو تطبيق هوائيات 5G للهواتف المحمولة.
تتمتع هذه المواد البلاستيكية الهندسية الستة المقاومة للحرارة العالية بخصائص فريدة. وهي ذات أهمية بالغة في مجالات مختلفة. ومع تقدم العلوم والتكنولوجيا، ينمو الطلب على التطبيقات. وهذا من شأنه أن يفتح المزيد من الفرص ويدعم تطوير العديد من الصناعات.