Comportamento strutturale entro il normale intervallo di temperature operative
Allentamento minimo della catena molecolare: quando la temperatura è inferiore alla temperatura di transizione vetrosa o al punto di fusione del materiale, i segmenti della catena molecolare non subiscono uno slittamento su larga scala-; si verifica solo un leggero movimento termico e la struttura complessiva rimane intatta.
Legami chimici stabili: i legami chimici ad alta-energia nella struttura polimerica non si rompono e non si verifica un calo significativo del peso molecolare; non si verifichino danni strutturali irreversibili-quali degrado o decomposizione-.
Nessun cambiamento significativo nella microstruttura: le regioni cristalline dei materiali semicristallini rimangono stabili e la struttura di rete tridimensionale dei materiali reticolati rimane intatta; le dimensioni e le proprietà meccaniche del materiale rimangono sostanzialmente ai livelli originali.
Ad esempio, PPSU (sotto i 220 gradi) e PEEK (sotto i 260 gradi) mantengono la stabilità strutturale molecolare durante il funzionamento a lungo-termine; non diventano fragili né si rompono anche dopo aver subito migliaia di cicli di sterilizzazione ad alta-temperatura.
Cambiamenti strutturali oltre i limiti di tolleranza
Cambiamenti strutturali fisici: una volta che la temperatura supera la temperatura di deflessione del calore, i segmenti della catena molecolare nelle regioni amorfe iniziano a scorrere liberamente, provocando l'ammorbidimento e la deformazione del materiale; macroscopicamente, questo si manifesta come deformazione dimensionale o collasso.
Cambiamenti strutturali chimici: quando la temperatura si avvicina o supera la temperatura di decomposizione termica, i legami chimici nella spina dorsale si rompono, innescando reazioni di degradazione termica; il peso molecolare diminuisce drasticamente, vengono rilasciate sostanze-piccole e le proprietà dei materiali si deteriorano.
Ad esempio, quando la plastica PC supera i 300 gradi, le catene molecolari si rompono gradualmente, rilasciando monomeri dannosi e il materiale diventa fragile e si rompe.
Cambiamenti lenti dovuti all'invecchiamento termico a lungo-termine: anche se la temperatura non raggiunge il punto di fusione, l'esposizione prolungata a temperature elevate vicino al limite superiore provoca reazioni lente di ossidazione e reticolazione; la struttura della catena molecolare cambia gradualmente, portando infine ad un calo delle prestazioni.