PTFE (պոլիտետրաֆտորէթիլեն) հատկություններ

(տե՛ս նաև polymer® PTFE և polymer® FEP & PFA Տեխնիկական պայմանները) PTFE-ի մեխանիկական հատկությունները ցածր են այլ պլաստմասսաների համեմատ, սակայն դրա հատկությունները մնում են օգտակար մակարդակում -100°F-ից +400°F ջերմաստիճանի լայն տիրույթում (- 73°C-ից մինչև 204°C):

Պոլիմեր® PTFE ֆտորոպոլիմերային խեժերի բնորոշ հատկությունները

Ջերմաստիճանի դիմադրություն

77°C-ից բարձր ջերմաստիճանները բարենպաստ չեն էլաստոմերների և պլաստմասսաների մեծ մասի բաղադրիչների համար, մինչդեռ PTFE-ն դիմանում է մինչև 260°C ջերմաստիճանի:Նույնիսկ 77°C-ից ցածր, եթե մետաղները քայքայիչ թթուները և օրգանական լուծիչները համակցված են, PTFE-ի ներդիրներն ու բաղադրիչները հաճախ նախընտրելի են, քանի որ էլաստոմերները և այլ պլաստմասսաները հաճախ չունեն դիմադրողականություն լուծիչների ուռչման և փափկացման նկատմամբ:

Քիմիական իներտություն

Քիմիական իներտություն ասելով՝ մենք նկատի ունենք, որ PTFE ֆտորածխածնային խեժերը կարող են շարունակական շփման մեջ լինել մեկ այլ նյութի հետ՝ առանց հայտնաբերելի քիմիական ռեակցիայի:Ընդհանուր առմամբ, PTFE ֆտորածխածնային խեժերը քիմիապես իներտ են:Այնուամենայնիվ, այս հայտարարությունը, ինչպես բոլոր ընդհանրացումները, պետք է որակավորվի, որպեսզի այն կատարյալ ճշգրիտ լինի:Որակավորումը շփոթության չի հանգեցնի, սակայն, եթե նկատի ունենանք PTFE խեժերի վարքագծի վերաբերյալ հիմնական փաստերը:

Տարբեր փորձարկման տվյալների սովորական նկարագրության ամփոփագիրը կարող է ապակողմնորոշիչ լինել, քանի որ այն կարող է միավորել «քիմիական» վարքագծի սկզբունքորեն տարբեր տեսակներ:Եթե ​​նկարագրությունը պետք է պարզ լինի, այն պետք է տարբերի խիստ քիմիական ռեակցիաները և ֆիզիկական գործողությունները, ինչպիսին է կլանումը:Նկարագրությունը պետք է օգտագործողին հնարավորություն ընձեռի հաշվի առնել ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների փոխկապակցվածությունը, որոնք կարող են ազդել որոշակի հավելվածի վրա:

Օրինակ, PTFE խեժերը չեն ազդի ջրային ռեգիաում ընկղմվելուց:Այնուամենայնիվ, եթե այս ռեագենտի ջերմաստիճանը և արդյունքում ճնշումը բարձրանան, ռեագենտի բաղադրիչների կլանումը խեժի մեջ նույնպես կավելանա:Հետագա տատանումները, ինչպիսիք են ճնշման հանկարծակի կորուստը, կարող են ֆիզիկապես վնասել խեժում կլանված գոլորշիների ընդլայնման պատճառով:Ակնհայտորեն, ուրեմն, երբ մենք խոսում ենք PTFE-ի քիմիական հատկությունների մասին, մենք պետք է տարբերենք խիստ քիմիական ռեակցիաները, ինչպես մենք արտահայտեցինք «քիմիական համատեղելիության» և ֆիզիկական գործողությունների, ինչպիսիք են «կլանումը»՝ զուգակցված մեխանիկական և ջերմային սթրեսի հետ:

Օգտագործման նորմալ ջերմաստիճանում PTFE-ի խեժերը հարձակվում են այնքան քիչ քիմիական նյութերով, այլ ոչ թե աղյուսակավորում են քիմիական նյութերը, որոնց հետ դրանք համատեղելի են:Այս ռեակտիվները հայտնի են ամենակատաղի օքսիդացնողներից և վերականգնող նյութերից:Տարրական նատրիումը ֆտորածխածինների հետ ինտիմ շփման դեպքում հեռացնում է ֆտորը պոլիմերային մոլեկուլից:Այս ռեակցիան լայնորեն օգտագործվում է անջուր լուծույթներում PTFE-ի մակերեսները փորագրելու համար, որպեսզի խեժերը կարողանան սոսինձով կապվել:Մյուս ալկալիական մետաղները (կալիում, լիթիում և այլն) արձագանքում են նույն կերպ։

Որոշ դեպքերում 260°C՝ TFE և PFA-ի համար և 204°C՝ FEP-ի համար առաջարկվող ծառայության սահմանային ջերմաստիճանի կամ մոտակայքում, հաղորդվել է, որ բարձր կոնցենտրացիաների մի քանի քիմիական նյութեր արձագանքում են PTFE-ի նկատմամբ:Նատրիումի փորագրին նման հարձակում է առաջացել նման բարձր ջերմաստիճաններում 80% NaOH կամ KOH, մետաղների հիդրիդների, ինչպիսիք են բորանները (օրինակ՝ B2H6), ալյումինի քլորիդը, ամոնիակը (NH3) և որոշ ամիններ (R-NH2) և իմիններ ( R = NH):Նաև դանդաղ օքսիդատիվ հարձակումը նկատվել է 70% ազոտաթթվի կողմից 250°C ճնշման տակ:Հատուկ փորձարկում է պահանջվում, երբ մոտենում են նման ծայրահեղությունների նվազեցման կամ օքսիդացման պայմանները:

Կլանում

Ի տարբերություն մետաղների, պլաստիկն ու էլաստոմերները կլանում են տարբեր քանակությամբ նյութեր, որոնց հետ շփվում են, հատկապես օրգանական հեղուկներ:PTFE-ի ներծծումը անսովոր ցածր է, և պլաստիկի և այլ նյութերի միջև քիմիական ռեակցիան հազվադեպ է (նախկինում նշված մի քանի բացառություններով):Այնուամենայնիվ, երբ կլանումը զուգակցվում է այլ ազդեցությունների հետ, այս հատկությունը կարող է ազդել այս խեժերի սպասարկման վրա որոշակի քիմիական միջավայրում:Օրինակ, եթե ջերմաստիճանի կամ ճնշման արագ տատանումներ տեղի ունենան, կարող են ստեղծվել ֆիզիկապես վնասակար հանգամանքներ:PTFE խեժերի սպասարկման ավելի լայն ջերմաստիճանի միջակայքը դրանք ավելի հաճախ է ենթարկում այս տեսակի ֆիզիկական վնասների, քան մյուս պլաստիկները:

Որպես բացատրություն, եկեք դիտարկենք «գոլորշու ցիկլը» թեստը, որը նկարագրված է ATSM ստանդարտներում* երեսպատված խողովակների համար:Ծածկված խողովակների նմուշները ենթարկվում են 0,8 ՄՊա (125 psi) գոլորշու՝ փոխարինելով ցածր ճնշման սառը ջրով, ինչը իսկապես շատ լուրջ ջերմային և ճնշման տատանումներ է առաջացնում:Սա կրկնվում է 100 ցիկլով:Գոլորշին ներդիրի միջով ստեղծեց ճնշման և ջերմաստիճանի գրադիենտ՝ առաջացնելով փոքր քանակությամբ գոլորշու ներծծում, որը խտանում է ջրի մեջ երեսպատման պատի մեջ:Ճնշման արձակման կամ գոլորշու նորից ներմուծման դեպքում թակարդված ջուրը կարող է ընդլայնվել և դառնալ գոլորշի` առաջացնելով բնօրինակ միկրո ծակոտի:Կրկնվող ճնշումը և ջերմային ցիկլը մեծացնում են միկրո ծակոտիները՝ ի վերջո առաջացնելով տեսանելի ջրով լցված փուչիկներ երեսպատման ներսում:ASTM ստանդարտները նշում են, որ բշտիկները բացասաբար չեն ազդում խողովակների երեսպատման աշխատանքի վրա. քիմիական պատնեշի հաստությունը դեռևս անփոփոխ է:

Կան քայքայիչ միջոցներ, որոնք նվազեցնում են բշտիկների առաջացման ծանրությունը:Ծածկված խողովակի կամ նավի ջերմամեկուսացումը նվազեցնում է երեսպատման ջերմաստիճանի գրադիենտը, դրանով իսկ հաճախ կանխելով ներծծվող հեղուկների խտացումը և հետագա ընդլայնումը:Այն նաև նվազեցրեց ջերմաստիճանի փոփոխությունների արագությունն ու մեծությունը՝ դրանով իսկ նվազագույնի հասցնելով բշտիկների առաջացումը:Այսպիսով, կրճատելով խեժը, մեկուսացումը շատ դեպքերում կարող է պաշտպանիչ միջոց ապահովել:Լրացուցիչ պաշտպանությունը կարող է ապահովվել գործառնական ընթացակարգերի կամ սարքերի կիրառմամբ, որոնք սահմանափակում են գործընթացի ճնշման նվազեցման կամ ջերմաստիճանի բարձրացման արագությունը:

Ներթափանցում

Ներծծումը գործոն է, որը սերտորեն կապված է կլանման հետ, բայց այն նաև այլ ֆիզիկական ազդեցությունների ֆունկցիա է, ինչպիսիք են դիֆուզիան և ջերմաստիճանը:PTFE երեսպատված խողովակի հետ ավելի քան 20 տարվա փորձի ընթացքում քայքայիչ գոլորշու ներթափանցմամբ պայմանավորված խափանումների թիվը, որին հաջորդում է օժանդակ անդամի կոռոզիան, շատ քիչ են եղել:Բարձր ջերմաստիճաններում ֆիզիկական ուժի համար անհրաժեշտ 1,27-ից 6,35 մմ երեսպատման հաստությունը նվազեցնում է թափանցելիությունը այն աստիճան, որ դա սովորաբար աննշան ուշադրություն է դարձնում:Քանի որ շատ փոփոխականներ ազդում են թափանցելիության վրա, մոլորեցնող է օգտագործել բարակ պոլիմերային թաղանթներով ստացված լաբորատոր թափանցելիության տվյալները՝ որպես հատուկ ֆտորոպլաստիկ պոլիմերային ծածկույթների ընտրության հիմք:Մի քանի բացառություններով, ֆտորոպլաստիկների միջև թափանցելիության տարբերությունները քիչ ազդեցություն ունեն պատրաստված խողովակաշարերի և սարքավորումների աշխատանքի վրա:Կատարումը վերահսկվում է հիմնականում դիզայնի, արտադրության և որակի վերահսկման միջոցով:Հետևաբար, առաջնային մտահոգությունը սովորաբար կապված է կլանման հետ, քանի որ սա տվյալ քիմիական միջավայրում ֆտորածխածնային խեժերի սպասարկման առավել ցուցիչ հատկությունն է:

Անսահմանափակ երեսպատումներում կարևոր է, որ երեսպատման և հենարանի միջև տարածությունը օդափոխվի դեպի մթնոլորտ, ոչ միայն թույլ տալով ներթափանցող գոլորշիների փոքր քանակի արտահոսքը, այլև կանխելու համար փակված օդի ընդլայնումը ծածկույթի փլուզումից:Բացի այդ, այս օդափոխիչները օգտագործվում են երեսպատված խողովակի որակի վերահսկման փորձարկման համար և որպես անվտանգության սարք՝ երեսպատման դեպքում արտահոսքը ցույց տալու համար:Ներդիրի փլուզումը հաճախ վերագրվում է ներթափանցմանը, երբ իրականում առաջնային պատճառը գործընթացի հոսքում վակուումի առաջացումն է:Ծալքավոր խողովակների արտադրողները հրապարակում են վակուումային դիմադրությունը իրենց տարբեր չափերի և երեսպատման հաստությունների գնահատված ջերմաստիճանի դեպքում, սակայն երբեմն անհրաժեշտ է կանխել ավելորդ վակուումը նախագծման առանձնահատկություններով և գործառնական ընթացակարգերով: