Trong ngành công nghiệp hiện đại và nhiều lĩnh vực công nghệ cao, độ tin cậy của công nghệ niêm phong có liên quan trực tiếp đến hiệu suất, tuổi thọ an toàn và dịch vụ của thiết bị. Là một thành phần niêm phong phổ biến và quan trọng, hiệu suất tuyệt vời của vòng O silicone đỏ trong môi trường nhiệt độ cao đã thu hút nhiều sự chú ý. Khi nó ở trong một môi trường nhiệt độ cao, một loạt các quá trình vật lý và hóa học phức tạp và tinh tế xảy ra lặng lẽ bên trong nó, đảm bảo sự ổn định của hiệu suất niêm phong.
Vật liệu chính của vòng o silicone màu đỏ, cao su silicon, có cấu trúc phân tử độc đáo. Chuỗi chính của nó bao gồm các liên kết silicon-oxy (SI-O), và các nguyên tử silicon và các nguyên tử oxy được kết nối xen kẽ để tạo thành một bộ xương vô cơ ổn định. Năng lượng liên kết của liên kết silicon-oxy này tương đối cao, mang lại sự ổn định nhiệt cơ bản cao su silicon. So với những chiếc cao su hữu cơ phổ biến với liên kết carbon carbon (C-C) là chuỗi chính, liên kết silicon-oxy khó phá vỡ hơn ở nhiệt độ cao, đặt nền tảng cho hiệu suất ổn định của vòng O silicon màu đỏ trong môi trường nhiệt độ cao. Các nhóm bên hữu cơ như methyl (-ch₃) và vinyl (-ch = CH₂) cũng được kết nối với chuỗi phân tử cao su silicon. Sự hiện diện của các nhóm bên hữu cơ này làm tăng sự linh hoạt nhất định cho chuỗi phân tử mà không ảnh hưởng đến sự ổn định của chuỗi chính, làm cho cao su silicon có độ co giãn tốt ở nhiệt độ phòng và có thể thích nghi với các yêu cầu niêm phong khác nhau.
Khi vòng O silicone màu đỏ tiếp xúc với môi trường nhiệt độ cao, năng lượng nhiệt bên ngoài sẽ được chuyển sang bên trong của nó, dẫn đến sự gia tăng động năng của các phân tử và tăng cường chuyển động phân tử. Theo lẽ thường, sự tăng cường của chuyển động phân tử có thể gây ra sự thay đổi trong tương tác giữa các chuỗi phân tử và thậm chí dẫn đến sự xuống cấp của hiệu suất vật liệu. Tuy nhiên, cấu trúc phân tử độc đáo của cao su silicon đóng vai trò chính tại thời điểm này. Do tính ổn định của chuỗi chính của liên kết silicon-oxy, chuỗi phân tử sẽ không dễ dàng phá vỡ hoặc sắp xếp lại. Ngay cả khi chuyển động phân tử được tăng tốc ở nhiệt độ cao, cấu trúc cứng nhắc của liên kết silicon-oxy vẫn có thể duy trì dạng cơ bản của chuỗi phân tử và ngăn chặn sự trượt quá mức giữa các chuỗi phân tử. Sự hạn chế hiệu quả này đối với chuyển động của chuỗi phân tử ngăn chặn vòng O silicone màu đỏ làm mềm hoặc chảy ở nhiệt độ cao như một số vật liệu cao su thông thường, do đó duy trì sự ổn định hình dạng của riêng nó.
Đồng thời, tính linh hoạt của các nhóm bên hữu cơ trên chuỗi phân tử cao su silicon cũng đóng một vai trò quan trọng trong môi trường nhiệt độ cao. Mặc dù chuyển động phân tử tăng cường, sự hiện diện của các nhóm bên hữu cơ cho phép các chuỗi phân tử duy trì một mức độ kết nối linh hoạt nhất định. Kết nối linh hoạt này cho phép các chuỗi phân tử di chuyển so với nhau trong một phạm vi nhất định mà không phá hủy tính toàn vẹn của toàn bộ cấu trúc phân tử. Ví dụ, khi vòng O silicone màu đỏ phải chịu lực đùn bên ngoài, chuỗi phân tử có thể tạo ra sự dịch chuyển và điều chỉnh nhẹ thông qua hiệu ứng hiệp đồng của các nhóm bên hữu cơ để thích ứng với sự thay đổi áp lực. Trong niêm phong đường ống nhiệt độ cao, khi nhiệt độ của môi trường trong đường ống tăng lên, đường ống sẽ mở rộng về mặt nhiệt, tạo ra lực đùn bổ sung trên vòng chữ O. Tại thời điểm này, chuỗi phân tử bên trong vòng O silicone màu đỏ có thể đáp ứng kịp thời và điều chỉnh hình dạng của chính nó dưới hiệu ứng kết hợp của sự hỗ trợ ổn định của chuỗi chính của liên kết oxy-silicon và điều chỉnh linh hoạt của các nhóm bên hữu cơ và phù hợp với bề mặt niêm phong của giao diện đường ống để ngăn chặn sự leak của phương tiện truyền thông cao. Khả năng duy trì độ đàn hồi và linh hoạt ở nhiệt độ cao và do đó đạt được sự niêm phong hiệu quả là phương án cốt lõi của điện trở nhiệt độ cao của vòng chữ O silicone màu đỏ.
Từ góc độ kính hiển vi, việc duy trì hiệu suất của vòng O silicone màu đỏ ở nhiệt độ cao cũng liên quan đến lực tương tác giữa các phân tử. Có lực Van der Waals giữa các phân tử cao su silicon. Lực liên phân tử yếu này đóng một vai trò nhất định trong việc duy trì trạng thái ngưng tụ của vật liệu ở nhiệt độ phòng. Trong môi trường nhiệt độ cao, mặc dù chuyển động phân tử được tăng cường, do tính đặc biệt của cấu trúc phân tử của cao su silicon, sự thay đổi của lực van der Waals tương đối nhỏ. Các nhóm phân cực trên chuỗi phân tử cao su silicon (như các nguyên tử oxy kết nối với các nguyên tử silicon có độ âm điện nhất định) có thể hình thành các liên kết hydro yếu hoặc các tương tác yếu khác. Những tương tác yếu này có thể hợp tác với các lực van der Waals ở nhiệt độ cao để ổn định hơn nữa các vị trí tương đối giữa các chuỗi phân tử và ngăn chặn sự phân tán quá mức của chuỗi phân tử. Việc duy trì ổn định lực tương tác liên phân tử này đảm bảo rằng vòng O silicone màu đỏ sẽ không có cấu trúc bên trong lỏng lẻo ở nhiệt độ cao, do đó duy trì hiệu suất niêm phong tốt.
Trong các ứng dụng thực tế, lợi thế kháng nhiệt độ cao của Red silicone o-rings đã được phản ánh đầy đủ. Về thiết bị sưởi ấm công nghiệp, cho dù đó là lò nhiệt độ cao, ống hơi hoặc lò phản ứng hóa học, các thiết bị này thường tạo ra môi trường nhiệt độ cao trong quá trình hoạt động. Các vòng chữ O silicon màu đỏ được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận niêm phong của thiết bị, chẳng hạn như miếng đệm niêm phong của cửa lò, vòng niêm phong của kết nối đường ống, v.v ... dưới nhiệt độ cao dài hạn, nó luôn có thể duy trì độ đàn hồi và niêm phong, ngăn chặn hiệu quả rò rỉ khí hoặc chất lỏng nhiệt độ cao. Điều này không chỉ đảm bảo hoạt động bình thường của thiết bị và cải thiện hiệu quả sản xuất, mà còn làm giảm các mối nguy hiểm an toàn và chất thải năng lượng do rò rỉ.
Trong lĩnh vực sản xuất ô tô, động cơ, là thành phần cốt lõi của chiếc xe, sẽ tạo ra rất nhiều nhiệt trong quá trình hoạt động và môi trường niêm phong xung quanh nó rất khắc nghiệt. Các vòng chữ O silicon màu đỏ được sử dụng để niêm phong hệ thống làm mát của động cơ, hệ thống nhiên liệu và các đường ống nhiệt độ cao khác nhau. Dưới các tác động kết hợp của nhiệt độ cao, độ rung và môi trường hóa học phức tạp trong khoang động cơ, nó có thể niêm phong chất làm mát, nhiên liệu và các môi trường khác với khả năng chịu nhiệt độ cao và độ ổn định hóa học tuyệt vời, đảm bảo hoạt động bình thường của động cơ và kéo dài tuổi thọ của động cơ.
Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, khi máy bay đang bay ở độ cao, động cơ phải đối mặt với sự thay đổi nhiệt độ cực độ, từ môi trường độ cao nhiệt độ thấp đến buồng đốt nhiệt độ cao, nhịp nhiệt độ cực kỳ lớn. Các vòng chữ O silicon màu đỏ được sử dụng trong các bộ phận chính như hệ thống nhiên liệu của động cơ, hệ thống thủy lực và niêm phong cabin do sự ổn định hiệu suất tuyệt vời của chúng trong phạm vi nhiệt độ rộng. Trong buồng đốt động cơ nhiệt độ cao, nó có thể chịu được tác động của khí nhiệt độ cao, duy trì hiệu suất niêm phong, ngăn ngừa rò rỉ khí và đảm bảo hoạt động hiệu quả của động cơ. Về mặt niêm phong cabin máy bay, nó luôn có thể duy trì độ co giãn tốt và niêm phong dưới những thay đổi xen kẽ của nhiệt độ thấp ở độ cao và nhiệt độ tương đối cao bên trong cabin, cung cấp môi trường an toàn và thoải mái cho phi công và hành khách.
