Na indústria moderna e em muitos campos de alta tecnologia, a confiabilidade da tecnologia de vedação está diretamente relacionada ao desempenho, segurança e vida útil dos equipamentos. Como um componente de vedação comum e crítico, o excelente desempenho de O-rings de silicone vermelho em ambientes de alta temperatura atraiu muita atenção. Quando está em um ambiente de alta temperatura, uma série de processos físicos e químicos complexos e requintados ocorrem silenciosamente dentro dele, garantindo a estabilidade do desempenho de vedação.
O material principal do anel de silicone vermelho, borracha de silicone, possui uma estrutura molecular única. Sua cadeia principal é composta de ligações de silício-oxigênio (SI-O), e os átomos de silício e os átomos de oxigênio são alternadamente conectados para formar um esqueleto inorgânico estável. A energia de ligação dessa ligação de silício-oxigênio é relativamente alta, o que fornece estabilidade térmica básica de borracha de silicone. Comparados com borrachas orgânicas comuns com ligações carbono-carbono (C-C) como a cadeia principal, as ligações de silicon-oxigênio são mais difíceis de quebrar em altas temperaturas, estabelecendo a base para o desempenho estável de O-rings de silicone vermelho em ambientes de alta temperatura. Grupos laterais orgânicos como metil (-CH₃) e vinil (-CH = ch₂) também são conectados à cadeia molecular da borracha de silicone. A presença desses grupos laterais orgânicos acrescenta uma certa flexibilidade à cadeia molecular sem afetar a estabilidade da cadeia principal, fazendo com que a borracha de silicone tenha uma boa elasticidade à temperatura ambiente e capaz de se adaptar a vários requisitos de vedação.
Quando o O-ring vermelho de silicone é exposto a um ambiente de alta temperatura, a energia térmica externa será transferida para seu interior, resultando em um aumento na energia cinética das moléculas e uma intensificação do movimento molecular. Segundo o bom senso, a intensificação do movimento molecular pode causar alterações na interação entre as cadeias moleculares e até levar à degradação do desempenho do material. No entanto, a estrutura molecular única da borracha de silicone desempenha um papel fundamental no momento. Devido à estabilidade da cadeia principal da ligação de silício-oxigênio, a cadeia molecular não quebrará ou reorganizará facilmente. Mesmo que o movimento molecular seja acelerado em alta temperatura, a estrutura rígida da ligação de silício-oxigênio ainda pode manter a forma básica da cadeia molecular e evitar deslizamentos excessivos entre as cadeias moleculares. Essa restrição efetiva ao movimento da cadeia molecular impede que o O-ring de silicone vermelho amolece ou flua em altas temperaturas, como alguns materiais de borracha comuns, mantendo assim sua própria estabilidade de forma.
Ao mesmo tempo, a flexibilidade dos grupos laterais orgânicos na cadeia molecular de borracha de silicone também desempenha um papel importante em ambientes de alta temperatura. Apesar do movimento molecular intensificado, a presença de grupos laterais orgânicos permite que as cadeias moleculares mantenham um certo grau de conexão flexível. Essa conexão flexível permite que as cadeias moleculares se movam em relação entre si dentro de um determinado intervalo sem destruir a integridade de toda a estrutura molecular. Por exemplo, quando o O-ring vermelho de silicone é submetido a força de extrusão externa, a cadeia molecular pode fazer pequenos deslocamentos e ajustes através do efeito sinérgico dos grupos laterais orgânicos para se adaptar às mudanças de pressão. Na vedação de oleoduto de alta temperatura, à medida que a temperatura do meio na tubulação aumenta, o pipeline se expande termicamente, gerando força de extrusão adicional no anel de O. Nesse momento, a cadeia molecular dentro do O-ring de silicone vermelho pode responder no tempo e ajustar sua própria forma sob o efeito combinado do suporte estável da cadeia principal da ligação de silício-oxigênio e o ajuste flexível dos grupos laterais orgânicos e se encaixam de perto a superfície de vedação da interface da tubulação para efetivamente impedir o vazamento de mídias de alta temperatura. Essa capacidade de manter a elasticidade e flexibilidade em altas temperaturas e, portanto, alcançar a vedação eficaz é a personificação central da resistência de alta temperatura do anel de silicone vermelho.
De uma perspectiva microscópica, a manutenção do desempenho do anel de silicone vermelho a altas temperaturas também está relacionada à força de interação entre as moléculas. Há força de van der Waals entre moléculas de borracha de silicone. Essa força intermolecular fraca desempenha um certo papel na manutenção do estado condensado do material à temperatura ambiente. Em um ambiente de alta temperatura, embora o movimento molecular seja intensificado, devido à particularidade da estrutura molecular da borracha de silicone, a mudança da força de van der Waals é relativamente pequena. Grupos polares na cadeia molecular de borracha de silicone (como átomos de oxigênio conectados a átomos de silício têm uma certa eletronegatividade) pode formar ligações fracas de hidrogênio ou outras interações fracas. Essas interações fracas podem cooperar com as forças de van der Waals a altas temperaturas para estabilizar ainda mais as posições relativas entre as cadeias moleculares e impedir a dispersão excessiva de cadeias moleculares. A manutenção estável dessa força de interação intermolecular garante que o O-ring vermelho de silicone não tenha uma estrutura interna frouxa em altas temperaturas, mantendo assim o bom desempenho de vedação.
Em aplicações práticas, as vantagens de resistência de alta temperatura de O-rings de silicone vermelho foram totalmente refletidos. Em termos de equipamento de aquecimento industrial, seja um forno de alta temperatura, tubo de vapor ou reator químico, esses equipamentos geralmente geram um ambiente de alta temperatura durante a operação. Os O-rings de silicone vermelho são amplamente utilizados nas partes de vedação do equipamento, como a junta de vedação da porta do forno, o anel de vedação da conexão da tubulação, etc. Em alta temperatura a longo prazo, sempre pode manter elasticidade e vedação, impedindo efetivamente o vazamento de gás ou líquido de alta temperatura. Isso não apenas garante a operação normal do equipamento e melhora a eficiência da produção, mas também reduz os riscos de segurança e o desperdício de energia causado por vazamentos.
No campo da fabricação de automóveis, o motor, como o componente principal do carro, gerará muito calor durante a operação, e o ambiente de vedação ao redor é muito duro. Os O-rings de silicone vermelho são usados para selar o sistema de resfriamento do motor, o sistema de combustível e vários pipelines de alta temperatura. Sob os efeitos combinados de alta temperatura, vibração e meios químicos complexos no compartimento do motor, ele pode selar com segurança o líquido de arrefecimento, combustível e outros meios com excelente resistência à alta temperatura e estabilidade química, garantir a operação normal do motor e prolongar a vida útil do motor.
No campo do aeroespacial, quando a aeronave está voando em alta altitude, o motor enfrenta mudanças extremas de temperatura, desde o ambiente de alta altitude de baixa temperatura até a câmara de combustão de alta temperatura, a extensão de temperatura é extremamente grande. Os O-rings de silicone vermelho são usados em peças-chave, como o sistema de combustível do motor, o sistema hidráulico e a vedação da cabine devido à sua excelente estabilidade de desempenho em uma ampla faixa de temperatura. Na câmara de combustão do motor de alta temperatura, ela pode suportar o impacto do gás de alta temperatura, manter o desempenho de vedação, impedir o vazamento de gás e garantir a operação eficiente do motor. Em termos de vedação de cabine de aeronaves, sempre pode manter uma boa elasticidade e vedação sob as mudanças alternadas de temperatura baixa de alta altitude e temperatura relativamente alta dentro da cabine, proporcionando um ambiente seguro e confortável para pilotos e passageiros.
