(veja também as especificações do polímero® PTFE e do polímero® FEP e PFA) As propriedades mecânicas do PTFE são baixas em comparação com outros plásticos, mas suas propriedades permanecem em um nível útil em uma ampla faixa de temperatura de -100°F a +400°F (- 73°C a 204°C).
Propriedades típicas de resinas de fluoropolímero polímero® PTFE
Resistência à temperatura
Temperaturas acima de 77°C não são favoráveis para componentes da maioria dos elastômeros e plásticos, enquanto o PTFE suporta temperaturas tão altas quanto 260°C.Mesmo abaixo de 77°C, se ácidos corrosivos para metais e solventes orgânicos forem combinados, os revestimentos e componentes de PTFE são frequentemente preferidos porque os elastômeros e outros plásticos muitas vezes não têm resistência ao inchaço e ao amolecimento do solvente.
Inércia Química
Por inércia química, queremos dizer que as resinas de fluorocarbono PTFE podem estar em contato contínuo com outra substância sem que ocorra nenhuma reação química detectável.Em geral, as resinas de fluorocarbono PTFE são quimicamente inertes.No entanto, esta afirmação, como todas as generalizações, deve ser qualificada para ser perfeitamente precisa.A qualificação não levará a confusão, contudo, se tivermos em mente os fatos básicos sobre o comportamento das resinas de PTFE.
O resumo usual da descrição de vários dados de teste pode ser enganoso, pois pode agrupar tipos fundamentalmente diferentes de comportamento “químico”.Para que a descrição seja clara, deve distinguir entre reações estritamente químicas e ações físicas, como a absorção.A descrição deve permitir ao utilizador ter em conta as inter-relações das propriedades físicas e químicas que podem afectar uma aplicação específica.
Por exemplo, as resinas de PTFE não serão afetadas pela imersão em água régia.No entanto, se a temperatura e a pressão resultante deste reagente se tornarem elevadas, a absorção dos componentes do reagente na resina também aumentará.Flutuações subsequentes, como perda repentina de pressão, podem então ser fisicamente prejudiciais devido à expansão dos vapores absorvidos na resina.Obviamente, então, quando falamos sobre as propriedades químicas do PTFE devemos distinguir entre reações estritamente químicas, como expressamos em termos de “compatibilidade química” e ações físicas, como “absorção” combinada com estresse mecânico e térmico.
Dentro das temperaturas normais de uso, as resinas de PTFE são atacadas por poucos produtos químicos, em vez de tabular os produtos químicos com os quais são compatíveis.Esses reagentes estão entre os oxidantes e agentes redutores mais violentos conhecidos.O sódio elementar em contato íntimo com os fluorocarbonetos remove o flúor da molécula do polímero.Esta reação é amplamente utilizada em soluções anidras para condicionar as superfícies de PTFE para que as resinas possam ser unidas por adesivo.Os outros metais alcalinos (potássio, lítio, etc.) reagem de forma semelhante.
Em alguns casos, na temperatura limite de serviço sugerida ou próxima de 260°C para TFE e PFA, e 204°C para FEP, alguns produtos químicos em altas concentrações foram relatados como reativos ao PTFE.Ataque semelhante ao ataque com sódio foi produzido em temperaturas tão altas por 80% de NaOH ou KOH, hidretos metálicos como boranos (por exemplo, B2H6), cloreto de alumínio, amônia (NH3) e certas aminas (R-NH2) e iminas ( R=NH).Além disso, o ataque oxidativo lento foi observado pelo ácido nítrico a 70% sob pressão a 250°C.Testes especiais são necessários quando tais extremos de condições redutoras ou oxidantes são aproximados.
Absorção
Ao contrário dos metais, o plástico e os elastômeros absorvem quantidades variadas dos materiais com os quais entram em contato, especialmente líquidos orgânicos.As absorções no PTFE são excepcionalmente baixas e uma reação química entre o plástico e outras substâncias é uma raridade (com as poucas exceções mencionadas anteriormente).Contudo, quando a absorção é combinada com outros efeitos, esta propriedade pode influenciar a utilidade destas resinas num ambiente químico particular.Por exemplo, se ocorrerem flutuações rápidas de temperatura ou pressão, poderão ser criadas circunstâncias que sejam fisicamente prejudiciais.A faixa mais ampla de temperatura de serviço para resinas de PTFE as expõe a esse tipo de dano físico com mais frequência do que outros plásticos.
A título de explicação, consideremos o teste de “ciclo de vapor” descrito nas normas ATSM* para tubos revestidos.Amostras de tubos revestidos são submetidas a vapor de 0,8 MPa (125 psi), alternando com água fria de baixa pressão, causando flutuações térmicas e de pressão muito severas.Isto é repetido por 100 ciclos.O vapor criou um gradiente de pressão e temperatura através do revestimento, causando a absorção de uma pequena quantidade de vapor que se condensa em água dentro da parede do revestimento.Na liberação da pressão ou na reintrodução do vapor, a água aprisionada pode se expandir em vapor, causando um microporo original.A pressão repetida e a ciclagem térmica ampliam os microporos, causando bolhas visíveis cheias de água dentro do revestimento.Os padrões ASTM observam que as bolhas não afetam negativamente o desempenho do revestimento do tubo – a espessura da barreira química ainda está intacta.
Existem medidas corrosivas que reduzem a gravidade das bolhas.O isolamento térmico de um tubo ou vaso revestido reduz o gradiente de temperatura no revestimento, evitando muitas vezes a condensação e a subsequente expansão dos fluidos absorvidos.Também reduziu a velocidade e a magnitude das mudanças de temperatura, minimizando assim a formação de bolhas.Assim, ao reduzir a resina, o isolamento pode proporcionar uma medida de proteção em muitos casos.Proteção adicional pode ser fornecida através do uso de procedimentos operacionais ou dispositivos que limitem a taxa de reduções de pressão do processo ou aumentos de temperatura.
Permeação
A permeação é um fator intimamente relacionado à absorção, mas também é função de outros efeitos físicos, como difusão e temperatura.Em mais de 20 anos de experiência com tubos revestidos de PTFE, o número de falhas atribuídas à permeação de vapor corrosivo seguida de corrosão do membro de suporte foi notavelmente pequeno.As espessuras do revestimento de 1,27 a 6,35 mm, necessárias para a resistência física em altas temperaturas, reduzem a permeação a tal ponto que normalmente é uma consideração menor.Como muitas variáveis afetam a permeação, é enganoso usar dados de permeabilidade laboratorial obtidos com filmes finos de polímero como base para a seleção de revestimentos de polímero fluoroplástico específicos.Com poucas exceções, as diferenças na permeabilidade entre os fluoroplásticos têm pouca influência no desempenho das tubulações e equipamentos fabricados.O desempenho é controlado principalmente pelo projeto, fabricação e controle de qualidade.Assim, a principal preocupação é geralmente com a absorção, uma vez que esta é a propriedade mais indicativa da utilidade das resinas de fluorocarbono num determinado ambiente químico.
Em revestimentos ilimitados, é importante que o espaço entre o revestimento e o membro de suporte seja ventilado para a atmosfera, não apenas para permitir o escape de uma quantidade diminuta de vapores permeantes, mas para evitar que a expansão do ar aprisionado desmorone o revestimento.Além disso, essas aberturas são usadas para testes de controle de qualidade de tubos revestidos e como um dispositivo de segurança para indicar vazamento em caso de danos ao revestimento.O colapso do revestimento é frequentemente atribuído à permeação quando na verdade a causa primária é a ocorrência de vácuo no fluxo do processo.Os fabricantes de tubos revestidos publicam a resistência ao vácuo na temperatura nominal de seus diferentes tamanhos e espessuras de revestimento, mas às vezes é necessário evitar o vácuo excessivo por meio de características de projeto e procedimentos operacionais.
Horário da postagem: 14 de fevereiro de 2019