بولي أميد عالي الحرارة

يُعد امتصاص الرطوبة عاملاً آخر يتم التقليل من شأنه في كثير من الأحيان. حتى في الأنواع المقواة بالألياف الزجاجية أو المقاومة للهب، يحتفظ البولي أميد 66 بمحتوى رطوبة متوازن أعلى من البولي أميدات شبه العطرية. في البيئات الكهربائية، لا تقتصر آثار الرطوبة الممتصة على إحداث تغيير في الأبعاد فحسب؛ ففي ظل وجود مجال كهربائي، يساهم ذلك في تكوين مسار موصل، مما يؤدي إلى تسريع انخفاض المقاومة الحجمية. وهذا يفسر سبب أداء مكونات PA66 بشكل جيد في اختبارات الحالة الجافة، ولكنها تقترب من الحدود الحرجة بعد التقادم الحراري المائي.اتفاقية حماية الطاقة يتصرف بشكل مختلف بسبب بنيته الجزيئية شبه العطرية. يؤدي إدخال الحلقات العطرية إلى تقييد حركة السلسلة وتثبيت شبكة البوليمر عند درجات الحرارة المرتفعة. ونتيجة لذلك، يُظهر البولي بروبيلين أسيتات (PPA) عمومًا خصائص كهربائية أكثر استقرارًا أثناء التعرض الحراري طويل الأمد. يساهم انخفاض امتصاصه للرطوبة في إبطاء تدهور الأداء في الظروف الرطبة.تعكس بيانات الاختبارات الهندسية هذا الاتجاه. فبعد 1000 ساعة من التقادم عند درجة حرارة 150 درجة مئوية، غالبًا ما يُظهر البولي أميد 66 المقوى بالألياف الزجاجية انخفاضًا ملحوظًا في المقاومة الحجمية، يتجاوز أحيانًا عشرة أضعاف. وفي ظل ظروف تقوية مماثلة، مركبات PPA عادةً ما تُظهر تدهورًا أكثر اعتدالًا وقابلية للتحكم. ويمكن ملاحظة اتجاهات مماثلة في أداء CTI.لا يعني هذا أن مادة PA66 غير مناسبة للتطبيقات الكهربائية ذات درجات الحرارة العالية. يكمن التحدي في تحديد حدود استخدامها بدقة. فعندما تجتمع عوامل التعرض الحراري طويل الأمد، والإجهاد الكهربائي، ومتطلبات الموثوقية العالية، يصبح هامش الأمان لمادة PA66 أضيق. لا تكمن ميزة PPA في قيم الأداء القصوى، بل في استقرارها طوال فترة الخدمة بأكملها.

في التطبيقات الكهربائية ذات درجات الحرارة العالية، PA66 لطالما اعتُبرت خيارًا آمنًا ومألوفًا. في العديد من الأنظمة الكهربائية للسيارات والصناعات، غالبًا ما يتم تضمينها في القائمة المختصرة الأولية للمواد ببساطة لأنها نطاق أدائها وسلوك معالجتها واستقرار إمداداتها مفهومة جيدًاتُضفي هذه الألفة شعوراً بالثقة خلال المراحل الأولى للمشروع. مع ذلك، في التطبيقات العملية، لا تظهر بعض الإخفاقات إلا بعد أشهر أو سنوات من التشغيل، وليس أثناء التحقق من صحة النموذج الأولي.في أنظمة الطاقة الكهربائية الحديثة، تبرز هذه المشكلة بشكل خاص. قد تجتاز المكونات اختبارات التأهيل والتقييمات الحرارية الأولية بسهولة، لكنها تُظهر تدريجيًا تدهورًا في العزل، وزيادة في خطر التسرب، أو حتى تفحمًا موضعيًا أثناء الخدمة طويلة الأمد. نادرًا ما تنشأ هذه الأعطال من سبب واحد، بل تنتج عن التأثيرات المشتركة للإجهاد الحراري، والمجالات الكهربائية، والرطوبة البيئية.من وجهة نظر التطبيق، تتعرض المكونات الكهربائية ذات درجة الحرارة العالية باستمرار لعوامل إجهاد متعددة. في وحدات التحكم الكهربائية، تعتبر درجات حرارة التشغيل التي تتراوح بين 130 و150 درجة مئوية شائعة، مصحوبة بدورة حرارية ورطوبة متقلبة. في ظل هذه الظروف، غالباً ما تفشل البيانات المختبرية قصيرة المدى في التنبؤ بسلوك المواد على المدى الطويل.التركيب الجزيئي لـ PA66 يساعد هذا في تفسير هذه الظاهرة. يتكون البولي أميد PA66، باعتباره بولي أميد أليفاتي، بشكل أساسي من أجزاء ميثيلين مع مجموعات أميد متناثرة نسبيًا. في حين أن هذا التركيب يوفر متانة جيدة ومرونة في التصنيع في الظروف العادية، فإن ارتفاع درجات الحرارة يزيد بشكل ملحوظ من حركة الجزيئات. ومع ازدياد الحجم الحر، تصبح هجرة المجموعات القطبية أسهل، مما يؤثر سلبًا تدريجيًا على أداء العزل الكهربائي.