في الصناعة الحديثة والعديد من الحقول عالية التقنية ، ترتبط موثوقية تكنولوجيا الختم مباشرة بأداء وسلامة وخدمة المعدات. كمكون شائع وحاسم ، اجتذب الأداء الممتاز للحلقات الحمراء للسيليكون O في بيئات درجات الحرارة العالية الكثير من الاهتمام. عندما تكون في بيئة عالية من درجة الحرارة ، تحدث سلسلة من العمليات الفيزيائية والكيميائية المعقدة والرائعة بهدوء ، مما يضمن استقرار أداء الختم.
المادة الرئيسية للسيليكون الأحمر O-Ring ، مطاط السيليكون ، لها بنية جزيئية فريدة من نوعها. تتكون سلسلتها الرئيسية من روابط السيليكون-الأكسجين (SI-O) ، وترتبط ذرات السيليكون وذرات الأكسجين بالتناوب لتشكيل هيكل عظمي غير عضوي مستقر. طاقة الرابطة لهذا الرابطة الأكسجين السيليكون عالية نسبيًا ، مما يعطي الاستقرار الحراري الأساسي لمطاط السيليكون. بالمقارنة مع المطاط العضوي الشائع مع روابط الكربون والكربون (C-C) باعتبارها السلسلة الرئيسية ، يصعب كسر روابط الأكسجين السيليكون في درجات الحرارة المرتفعة ، مما يضع الأساس للأداء المستقر للحلقات الحمراء للسيليكون O في بيئات درجات الحرارة العالية. ترتبط مجموعات جانبية عضوية مثل الميثيل (-CH₃) والفينيل (-CH = CH₂) أيضًا بالسلسلة الجزيئية لمطاط السيليكون. يضيف وجود هذه المجموعات الجانبية العضوية مرونة معينة إلى السلسلة الجزيئية دون التأثير على استقرار السلسلة الرئيسية ، مما يجعل مطاط السيليكون مرونة جيدة في درجة حرارة الغرفة وقادرة على التكيف مع متطلبات الختم المختلفة.
عندما تتعرض حلقة السيليكون الحمراء لبيئة درجة حرارة عالية ، سيتم نقل الطاقة الحرارية الخارجية إلى الداخل ، مما يؤدي إلى زيادة في الطاقة الحركية للجزيئات وتكثيف الحركة الجزيئية. وفقًا للحس السليم ، قد يسبب تكثيف الحركة الجزيئية تغييرات في التفاعل بين السلاسل الجزيئية وحتى يؤدي إلى تدهور أداء المواد. ومع ذلك ، فإن التركيب الجزيئي الفريد لمطاط السيليكون يلعب دورًا رئيسيًا في هذا الوقت. نظرًا لاستقرار السلسلة الرئيسية من رابطة الأكسجين السيليكون ، لن تكسر السلسلة الجزيئية أو إعادة ترتيبها بسهولة. حتى لو تم تسريع الحركة الجزيئية في درجة حرارة عالية ، فإن التركيب الصلب لربط الأكسجين السيليكون يمكن أن يحافظ على الشكل الأساسي للسلسلة الجزيئية ويمنع الانزلاق المفرط بين السلاسل الجزيئية. يمنع هذا القيد الفعال على حركة السلسلة الجزيئية السيليكون الأحمر من التليين أو التدفق في درجات حرارة عالية مثل بعض المواد المطاطية العادية ، وبالتالي الحفاظ على استقرار الشكل الخاص به.
في الوقت نفسه ، تلعب مرونة المجموعات الجانبية العضوية على السلسلة الجزيئية المطاطية السيليكون أيضًا دورًا مهمًا في بيئات درجة الحرارة العالية. على الرغم من الحركة الجزيئية المكثفة ، فإن وجود مجموعات جانبية عضوية يسمح للسلاسل الجزيئية بالحفاظ على درجة معينة من الاتصال المرن. يسمح هذا الاتصال المرن للسلاسل الجزيئية بالتحرك بالنسبة لبعضها البعض ضمن نطاق معين دون تدمير سلامة التركيب الجزيئي بأكمله. على سبيل المثال ، عندما يتعرض حلقة السيليكون الأحمر الحمراء لقوة بثق خارجي ، يمكن للسلسلة الجزيئية أن تجعل عمليات النزوح والتعديلات الطفيفة من خلال التأثير التآزري للمجموعات الجانبية العضوية للتكيف مع تغييرات الضغط. في ختم خط الأنابيب عالية الحرارة ، مع زيادة درجة حرارة الوسط في خط الأنابيب ، سيتوسع خط الأنابيب حرارياً ، مما يولد قوة بثق إضافية على الحلقة O. في هذا الوقت ، يمكن أن تستجيب السلسلة الجزيئية داخل حلقة السيليكون الحمراء في الوقت المناسب وتعديل شكلها الخاص تحت التأثير المشترك للدعم المستقر للسلسلة الرئيسية لربط الأكسجين السيليكون والتعديل المرن للمجموعات الجانبية العضوية ، وتناسبها بشكل وثيق سطح الختم لواجهة خط الأنابيب بفعالية لتسرب وسائل الإعلام العالية. هذه القدرة على الحفاظ على المرونة والمرونة في درجات حرارة عالية وبالتالي تحقيق ختم فعال هو التجسيد الأساسي للمقاومة عالية درجة الحرارة في حلقة السيليكون الأحمر.
من منظور مجهري ، يرتبط صيانة الأداء للسيليكون O-Ring الأحمر في درجات حرارة عالية أيضًا بقوة التفاعل بين الجزيئات. هناك قوة فان دير فالز بين جزيئات المطاط السيليكون. تلعب هذه القوة الجزيئية الضعيفة دورًا معينًا في الحفاظ على الحالة المكثفة للمادة في درجة حرارة الغرفة. في بيئة درجة حرارة عالية ، على الرغم من تكثيف الحركة الجزيئية ، نظرًا لخصوصية التركيب الجزيئي لمطاط السيليكون ، فإن تغيير قوة فان دير فال صغيرة نسبيًا. قد تشكل المجموعات القطبية على السلسلة الجزيئية المطاطية السيليكون (مثل ذرات الأكسجين المتصلة بذرات السيليكون بعض الشيء الكهربي) روابط هاتفية ضعيفة أو تفاعلات ضعيفة أخرى. يمكن أن تتعاون هذه التفاعلات الضعيفة مع قوى فان دير فال في درجات حرارة عالية لزيادة الاستقرار في المواقف النسبية بين السلاسل الجزيئية وتمنع التشتت المفرط للسلاسل الجزيئية. يضمن الصيانة المستقرة لقوة التفاعل بين الجزيئات أن السيليكون الأحمر O-Ring لن يكون له بنية داخلية فضفاضة في درجات حرارة عالية ، وبالتالي الحفاظ على أداء ختم جيد.
في التطبيقات العملية ، مزايا مقاومة درجة الحرارة العالية حلقات السيليكون الحمراء لقد انعكست تماما. فيما يتعلق بمعدات التدفئة الصناعية ، سواء كان فرنًا ذا درجات حرارة عالية أو أنابيب البخار أو المفاعل الكيميائي ، فإن هذه المعدات غالباً ما تولد بيئة عالية من درجة الحرارة أثناء التشغيل. تستخدم حلقات السيليكون الحمراء على نطاق واسع في أجزاء الختم من المعدات ، مثل حشية الختم لباب الفرن ، وحلقة الختم لاتصال خط الأنابيب ، وما إلى ذلك في ظل درجة حرارة عالية الأجل ، يمكن أن تحافظ دائمًا على المرونة وختم الختم ، مما يمنع بشكل فعال تسرب غاز ارتفاع درجة الحرارة أو السائل. هذا لا يضمن فقط التشغيل الطبيعي للمعدات ويحسن كفاءة الإنتاج ، ولكنه يقلل أيضًا من مخاطر السلامة ونفايات الطاقة الناتجة عن التسرب.
في مجال تصنيع السيارات ، سيولد المحرك ، باعتباره المكون الأساسي للسيارة ، الكثير من الحرارة أثناء التشغيل ، وبيئة الختم حولها قاسية للغاية. يتم استخدام حلقات Silicone O الحمراء لختم نظام تبريد المحرك ونظام الوقود وخطوط أنابيب عالية الحرارة المختلفة. في ظل التأثيرات المشتركة لدرجة الحرارة المرتفعة والاهتزاز والوسائط الكيميائية المعقدة في مقصورة المحرك ، يمكن أن تُختم سائل التبريد والوقود وغيرها من الوسائط ذات المقاومة الممتازة ذات درجة الحرارة العالية والاستقرار الكيميائي ، وضمان التشغيل الطبيعي للمحرك ، وتوسيع عمر خدمة المحرك.
في مجال الطيران ، عندما تطير الطائرة على ارتفاع عالٍ ، يواجه المحرك تغييرات في درجات الحرارة القصوى ، من بيئة ارتفاع درجة الحرارة المنخفضة إلى غرفة احتراق درجة الحرارة العالية ، تكون درجة الحرارة كبيرة للغاية. تُستخدم حلقات السيليكون الحمراء في الأجزاء الرئيسية مثل نظام الوقود في المحرك والنظام الهيدروليكي وختم المقصورة بسبب استقرار الأداء الممتاز في نطاق درجة حرارة واسعة. في غرفة احتراق المحرك ذات درجة الحرارة العالية ، يمكن أن تصمد أمام تأثير الغاز في درجة الحرارة العالية ، والحفاظ على أداء الختم ، ومنع تسرب الغاز ، وضمان التشغيل الفعال للمحرك. فيما يتعلق بختم مقصورة الطائرات ، يمكن أن تحافظ دائمًا على مرونة جيدة وختم في ظل التغيرات المتناوبة لدرجة حرارة منخفضة الارتفاع ودرجة حرارة عالية نسبيًا داخل المقصورة ، مما يوفر بيئة آمنة ومريحة للطيارين والركاب.
