PTFE (politetrafluoretileno) savybės

(taip pat žr. polimero® PTFE ir polimer® FEP ir PFA specifikacijas) PTFE mechaninės savybės yra žemos, palyginti su kitais plastikais, tačiau jo savybės išlieka naudingos plačiame temperatūrų diapazone nuo -100 °F iki +400 °F (- 73°C iki 204°C).

Tipinės polimero® PTFE fluoropolimerinių dervų savybės

Atsparumas temperatūrai

Aukštesnė nei 77°C temperatūra nėra palanki daugumos elastomerų ir plastikų komponentams, o PTFE atlaiko net 260°C temperatūrą.Net žemesnėje nei 77°C temperatūroje, jei derinamos rūgštys, ėsdinančios metalus ir organinius tirpiklius, dažnai pirmenybė teikiama PTFE įdėklams ir komponentams, nes elastomerai ir kiti plastikai dažnai neturi atsparumo tirpiklio brinkimui ir minkštėjimui.

Cheminis inertiškumas

Cheminis inertiškumas reiškia, kad PTFE fluoro angliavandenilių dervos gali nuolat liestis su kita medžiaga, nevykstant jokios aptinkamos cheminės reakcijos.Apskritai PTFE fluorangliavandenių dervos yra chemiškai inertiškos.Nepaisant to, šis teiginys, kaip ir visi apibendrinimai, turi būti pakoreguotas, kad būtų visiškai tikslus.Tačiau kvalifikacija nesukels painiavos, jei atsižvelgsime į pagrindinius faktus apie PTFE dervų veikimą.

Įprasta įvairių bandymų duomenų aprašymo santrauka gali būti klaidinanti, nes ji gali sujungti iš esmės skirtingus „cheminio“ elgesio tipus.Kad aprašymas būtų aiškus, jame turi būti atskirtos tik cheminės reakcijos ir fiziniai veiksmai, pvz., absorbcija.Aprašymas turi leisti vartotojui atsižvelgti į fizinių ir cheminių savybių, kurios gali turėti įtakos konkrečiam pritaikymui, tarpusavio ryšius.

Pvz., PTFE dervos nebus paveiktos panardinus į Aqua Regia.Tačiau jei šio reagento temperatūra ir slėgis tampa aukšti, reagento komponentų absorbcija į dervą taip pat padidės.Vėlesni svyravimai, tokie kaip staigus slėgio praradimas, gali būti fiziškai žalingi dėl dervoje sugertų garų išsiplėtimo.Akivaizdu, kad tada, kai kalbame apie chemines PTFE savybes, turime atskirti griežtai chemines reakcijas, kurias išreiškėme „cheminiu suderinamumu“ ir fizinius veiksmus, tokius kaip „absorbcija“ kartu su mechaniniu ir terminiu įtempimu.

Esant įprastoms naudojimo temperatūroms, PTFE dervas atakuoja tiek nedaug cheminių medžiagų, o ne į lentelės sąrašą įtrauktos cheminės medžiagos, su kuriomis jos yra suderinamos.Šie reagentai yra vieni stipriausių žinomų oksidatorių ir reduktorių.Elementarus natris glaudžiai kontaktuodamas su fluoro angliavandeniliais pašalina fluorą iš polimero molekulės.Ši reakcija plačiai naudojama bevandeniuose tirpaluose PTFE paviršiams ėsdinti, kad dervos būtų klijuojamos.Kiti šarminiai metalai (kalis, litis ir kt.) reaguoja panašiai.

Kai kuriais atvejais, esant siūlomai ribinei eksploatavimo temperatūrai 260 °C (TFE ir PFA) ir 204 °C – FEP, buvo pranešta, kad kai kurios didelės koncentracijos cheminės medžiagos reaguoja į PTFE.Ataką, panašią į natrio ėsdinimą, tokioje aukštoje temperatūroje sukelia 80 % NaOH arba KOH, metalų hidridai, tokie kaip boranai (pvz., B2H6), aliuminio chloridas, amoniakas (NH3) ir tam tikri aminai (R-NH2) ir iminai ( R = NH).Taip pat buvo pastebėtas lėtas oksidacinis poveikis, kai 70% azoto rūgštis veikia esant slėgiui 250 °C temperatūroje.Priartėjus prie tokių kraštutinių redukuojančių ar oksiduojančių sąlygų, reikia atlikti specialų bandymą.

Absorbcija

Priešingai nei metalai, plastikas ir elastomerai sugeria skirtingą kiekį medžiagų, su kuriomis jie liečiasi, ypač organinius skysčius.PTFE sugeriamumas yra neįprastai mažas, o cheminė reakcija tarp plastiko ir kitų medžiagų yra retenybė (su keliomis anksčiau nurodytomis išimtimis).Tačiau, kai absorbcija derinama su kitais poveikiais, ši savybė gali turėti įtakos šių dervų tinkamumui naudoti tam tikroje cheminėje aplinkoje.Pavyzdžiui, jei greitai svyruoja temperatūra ar slėgis, gali susidaryti aplinkybės, kurios kenkia fiziškai.Platesnis PTFE dervų eksploatavimo temperatūrų diapazonas sukelia tokio tipo fizinius pažeidimus dažniau nei kiti plastikai.

Norėdami paaiškinti, panagrinėkime „garo ciklo“ testą, aprašytą ATSM standartuose*, skirtus vamzdžiams iškloti.Iškloto vamzdžio pavyzdžiai yra veikiami 0,8 MPa (125 psi) garais, pakaitomis su žemo slėgio šaltu vandeniu, todėl iš tikrųjų atsiranda labai didelių šilumos ir slėgio svyravimų.Tai kartojama 100 ciklų.Garai sukūrė slėgio ir temperatūros gradientą per įdėklą, sugerdami nedidelį kiekį garų, kurie kondensuojasi į vandenį įdėklo sienelėje.Atleidus slėgį arba vėl įleidžiant garus, įstrigęs vanduo gali išsiplėsti iki garų, sukeldamas originalias mikroporas.Pakartotinis slėgis ir terminis ciklas padidina mikro poras, galiausiai įdėklo viduje susidaro matomos vandens užpildytos pūslelės.ASTM standartai pažymi, kad lizdinės plokštelės neturi neigiamos įtakos vamzdžių įdėklų veikimui – cheminio barjero storis vis dar nepakitęs.

Yra korozinių priemonių, kurios sumažina pūslių atsiradimo sunkumą.Iškloto vamzdžio ar indo šiluminė izoliacija sumažina temperatūros gradientą įdėkloje, taip dažnai užkertant kelią kondensacijai ir vėlesniam absorbuotų skysčių išsiplėtimui.Jis taip pat sumažino temperatūros pokyčių greitį ir dydį, taip sumažindamas pūslių susidarymą.Taigi, sumažinus dervą, izoliacija daugeliu atvejų gali būti apsauginė priemonė.Papildomą apsaugą galima užtikrinti naudojant darbo procedūras arba įrenginius, kurie riboja proceso slėgio mažinimo ar temperatūros padidėjimo greitį.

Pralaidumas

Prasiskverbimas yra veiksnys, glaudžiai susijęs su absorbcija, tačiau jis taip pat priklauso nuo kitų fizinių poveikių, tokių kaip difuzija ir temperatūra.Per daugiau nei 20 metų patirtį naudojant PTFE išklotus vamzdžius, gedimų, susijusių su korozinių garų prasiskverbimu ir atraminio elemento korozija, skaičius buvo nepaprastai mažas.Pamušalo storis nuo 1,27 iki 6,35 mm, reikalingas fiziniam stiprumui aukštoje temperatūroje, sumažina pralaidumą tiek, kad paprastai tai yra nereikšminga.Kadangi tiek daug kintamųjų turi įtakos pralaidumui, yra klaidinga naudoti laboratorinius pralaidumo duomenis, gautus naudojant plonas polimerines plėveles, kaip pagrindą renkantis specifinius fluoroplastinius polimerinius įdėklus.Išskyrus kelias išimtis, fluoroplastikų pralaidumo skirtumai turi mažai įtakos pagamintų vamzdynų ir įrangos veikimui.Veikimą pirmiausia kontroliuoja projektavimas, gamyba ir kokybės kontrolė.Taigi, pagrindinis rūpestis paprastai yra sugertis, nes tai yra savybė, labiausiai nurodanti fluoro angliavandenių dervų tinkamumą naudoti tam tikroje cheminėje aplinkoje.

Neribotuose pamušaluose svarbu, kad tarpas tarp įdėklo ir atraminio elemento būtų išleidžiamas į atmosferą, ne tik tam, kad išeitų nedidelis kiekis prasiskverbiančių garų, bet ir neleistų, kad įstrigusio oro išsiplėtimas nesugriūtų įdėklo.Be to, šios ventiliacijos angos yra naudojamos vamzdžių su įdėklu kokybės kontrolei tikrinti ir kaip saugos įtaisas, rodantis nuotėkį pažeidus įdėklą.Įdėklo griūtis dažnai priskiriama prasiskverbimui, nors iš tikrųjų pagrindinė priežastis yra vakuumo atsiradimas proceso sraute.Išklotinių vamzdžių gamintojai skelbia apie atsparumą vakuumui esant vardinei temperatūrai, esant skirtingiems jų dydžiams ir įdėklų storiams, tačiau kartais būtina užkirsti kelią per dideliam vakuumui dėl konstrukcijos ypatybių ir veikimo procedūrų.