مکانیسم‌های مقاومت در برابر حرارت مولکولی هسته
- تقویت صلبیت زنجیره مولکولی: ساختارهای صلب-مانند حلقه‌های معطر یا گروه‌های جانبی حجیم-به ستون فقرات پلیمری وارد می‌شوند. اینها نوسان آزاد و چرخش زنجیره های مولکولی را محدود می کنند و در نتیجه دمای انتقال شیشه ای ماده را به میزان قابل توجهی افزایش می دهند.
- تقویت نیروهای بین مولکولی: برهمکنش های قوی بین زنجیره های مولکولی از طریق روش هایی مانند معرفی گروه های قطبی یا تشکیل پیوندهای هیدروژنی ایجاد می شود. این امر آستانه انرژی مورد نیاز برای زنجیره های مولکولی را برای لغزش نسبی افزایش می دهد.
- ساختار شبکه سه‌بعدی-متقابل: پلاستیک‌های گرما سخت-در دمای بالا، پیوندهای کووالانسی برگشت‌ناپذیری را بین زنجیره‌های مولکولی از طریق واکنش‌های شیمیایی تشکیل می‌دهند. این یک ساختار شبکه سه بعدی و پایدار- ایجاد می کند که اساساً از جریان یا تغییر شکل زنجیره های مولکولی جلوگیری می کند.
- ساختار کریستالی بسیار مرتب: برخی از پلاستیک‌های گرمانرم{0}در دمای بالا دارای آرایش‌های زنجیره‌ای مولکولی بسیار منظم هستند که نواحی کریستالی متراکم را تشکیل می‌دهند. زنجیرها به شدت بسته بندی شده اند و برای برهم زدن این ساختار منظم به دمای بسیار بالایی نیاز دارند. به عنوان مثال، ساختار کریستالی پلی پروپیلن ایزوتاکتیک (PP) به آن اجازه می دهد تا به نقطه ذوب 160-170 درجه برسد.
اصول خاص پلاستیک‌های معمولی مقاوم در برابر درجه حرارت بالا-
- PP (پلی‌پروپیلن): گروه‌های متیل روی زنجیره‌های مولکولی جهت تشکیل یک ساختار ایزوتاکتیک هستند که منجر به بلورینگی بالا و نقطه ذوب تقریباً 160-170 درجه می‌شود. در طول استفاده طولانی مدت در دماهای 100 تا 120 درجه پایدار می ماند و آن را به یک ماده اصلی برای بسته بندی-مقاوم در برابر حرارت و درجه مواد غذایی- تبدیل می کند.
- باکلیت (رزین فنولی): نوعی پلاستیک ترموست که پس از قالب‌گیری یک ساختار شبکه سه‌بعدی غیرقابل برگشت ایجاد می‌کند. تحت گرمای پایدار نرم نمی‌شود یا تغییر شکل نمی‌دهد، و این باعث می‌شود که به طور گسترده در برنامه‌هایی با تماس با دمای بالا، مانند دستگیره‌های ظروف پخت و پز، استفاده شود.
- پلاستیک‌های مهندسی با کارایی بالا (به‌عنوان مثال، PPS، PEEK): اینها دارای ستون فقرات حاوی ساختارهای سفت و سخت متعدد (مانند حلقه‌های بنزن) هستند که با نیروهای بین مولکولی قوی ترکیب شده‌اند. آن‌ها می‌توانند در درازمدت دمای بیش از 250 درجه را تحمل کنند و نیازهای محیط‌های شدید در بخش‌هایی مانند هوافضا و الکترونیک دقیق را برآورده کنند.