( glejte tudi specifikacije polymer® PTFE in polymer® FEP & PFA ) Mehanske lastnosti PTFE so nizke v primerjavi z drugimi plastičnimi materiali, vendar njegove lastnosti ostajajo na uporabni ravni v širokem temperaturnem območju od -100 °F do +400 °F (- 73 °C do 204 °C).
Tipične lastnosti polimer® PTFE fluoropolimernih smol
Temperaturna odpornost
Temperature nad 77 °C niso ugodne za komponente večine elastomerov in plastike, medtem ko PTFE prenese temperature do 260 °C.Celo pod 77 °C, če so kisline, jedke za kovine, in organska topila pogosto prednostne obloge in komponente iz PTFE, ker elastomeri in druge plastike pogosto nimajo odpornosti proti nabrekanju topil in mehčanju.
Kemijska inertnost
S kemično inertnostjo mislimo, da so PTFE fluoroogljikove smole lahko v neprekinjenem stiku z drugo snovjo brez zaznavne kemične reakcije.Na splošno so PTFE fluoroogljikove smole kemično inertne.Kljub temu je treba to trditev, tako kot vse posplošitve, opredeliti, če naj bo popolnoma točna.Kvalifikacija pa ne bo povzročila zmede, če upoštevamo osnovna dejstva o obnašanju PTFE smol.
Običajni povzetek opisa različnih testnih podatkov je lahko zavajajoč, saj lahko združi bistveno različne vrste "kemičnega" obnašanja.Če naj bo opis jasen, mora razlikovati med strogo kemičnimi reakcijami in fizičnimi dejanji, kot je absorpcija.Opis mora uporabniku omogočiti, da upošteva medsebojna razmerja fizikalnih in kemijskih lastnosti, ki lahko vplivajo na določeno uporabo.
Na primer, PTFE smole ne bodo vplivale na potopitev v aqua regia.Če pa temperatura in posledični tlak tega reagenta postaneta visoka, se bo povečala tudi absorpcija komponent reagenta v smolo.Poznejša nihanja, kot je nenadna izguba tlaka, so lahko fizično škodljiva zaradi širjenja hlapov, ki jih absorbira smola.Očitno je torej, da moramo, ko govorimo o kemijskih lastnostih PTFE, razlikovati med strogo kemičnimi reakcijami, kot smo jih izrazili v smislu "kemične združljivosti", in fizičnimi dejanji, kot je "absorpcija" v kombinaciji z mehanskimi in toplotnimi obremenitvami.
Znotraj običajnih temperatur uporabe PTFE smole napade tako malo kemikalij, namesto da bi tabelarizirali kemikalije, s katerimi so združljive.Ti reaktanti so med najmočnejšimi znanimi oksidanti in reducenti.Elementarni natrij v tesnem stiku s fluoroogljikovodiki odstrani fluor iz polimerne molekule.Ta reakcija se pogosto uporablja v brezvodnih raztopinah za jedkanje površin PTFE, tako da je mogoče smole lepiti.Druge alkalijske kovine (kalij, litij itd.) reagirajo podobno.
V nekaterih primerih pri ali blizu predlagane mejne delovne temperature 260 °C za TFE in PFA ter 204 °C za FEP so poročali o nekaterih kemikalijah v visokih koncentracijah, ki so reaktivne na PTFE.Napad, podoben natrijevemu jedkanju, so pri tako visokih temperaturah povzročili 80 % NaOH ali KOH, kovinski hidridi, kot so borani (npr. B2H6), aluminijev klorid, amoniak (NH3) ter nekateri amini (R-NH2) in imini ( R = NH).Počasen oksidacijski napad so opazili tudi pri 70 % dušikovi kislini pod pritiskom pri 250 °C.Posebno testiranje je potrebno, kadar se približamo tako ekstremnim redukcijskim ali oksidacijskim pogojem.
Absorpcija
V nasprotju s kovinami plastika in elastomeri absorbirajo različne količine materialov, s katerimi so v stiku, zlasti organskih tekočin.Vpojnost PTFE je nenavadno nizka, kemična reakcija med plastiko in drugimi snovmi pa je redkost (z nekaj izjemami, ki smo jih omenili prej).Če pa je absorpcija kombinirana z drugimi učinki, lahko ta lastnost vpliva na uporabnost teh smol v določenem kemičnem okolju.Na primer, če pride do hitrih nihanj temperature ali tlaka, lahko nastanejo okoliščine, ki so fizično škodljive.Zaradi širšega razpona delovne temperature za PTFE smole so te vrste fizičnih poškodb izpostavljene pogosteje kot druge plastike.
Kot razlago si oglejmo preskus "parnega cikla", opisan v standardih ATSM* za obrobljene cevi.Vzorci obloženih cevi so izpostavljeni pari s tlakom 0,8 MPa (125 psi), ki se izmenjuje s hladno vodo pod nizkim tlakom, kar povzroči resna nihanja toplote in tlaka.To se ponavlja 100 ciklov.Para je ustvarila gradient tlaka in temperature skozi oblogo, kar je povzročilo absorpcijo majhne količine pare, ki kondenzira v vodo znotraj stene obloge.Pri sprostitvi tlaka ali ponovnem dovajanju pare se lahko ujeta voda razširi v paro, kar povzroči izvirne mikropore.Ponavljajoči pritiski in toplotni cikli povečajo mikro pore, kar na koncu povzroči vidne z vodo napolnjene mehurje znotraj podloge.Standardi ASTM ugotavljajo, da pretisni omoti ne vplivajo negativno na delovanje cevi – debelina kemične pregrade je še vedno nedotaknjena.
Obstajajo korozivni ukrepi, ki zmanjšajo resnost mehurjev.Toplotna izolacija obložene cevi ali posode zmanjša temperaturni gradient v oblogi in s tem pogosto prepreči kondenzacijo in posledično ekspanzijo absorbiranih tekočin.Prav tako je zmanjšal hitrost in obseg temperaturnih sprememb, s čimer je zmanjšal nastajanje mehurčkov.Tako lahko izolacija z zmanjšanjem smole v mnogih primerih zagotovi zaščitni ukrep.Dodatno zaščito je mogoče zagotoviti z uporabo delovnih postopkov ali naprav, ki omejujejo stopnjo znižanja procesnega tlaka ali povečanja temperature.
Prepustnost
Prepustnost je dejavnik, ki je tesno povezan z absorpcijo, vendar je tudi funkcija drugih fizičnih učinkov, kot sta difuzija in temperatura.V več kot 20-letnih izkušnjah s cevmi, obloženimi s PTFE, je bilo število napak, ki so jih pripisali pronicanju korozivnih hlapov, čemur sledi korozija nosilnega elementa, izjemno malo.Debelina obloge od 1,27 do 6,35 mm, ki je potrebna za fizično trdnost pri visokih temperaturah, zmanjša prepustnost do te mere, da je običajno manjša pozornost.Ker toliko spremenljivk vpliva na prepustnost, je napačno uporabljati laboratorijske podatke o prepustnosti, pridobljene s tankimi polimernimi folijami, kot osnovo za izbiro specifičnih oblog iz fluoroplastičnih polimerov.Z nekaj izjemami razlike v prepustnosti med fluoroplasti malo vplivajo na delovanje izdelanih cevi in opreme.Učinkovitost nadzirajo predvsem načrtovanje, izdelava in nadzor kakovosti.Zato je primarna skrb običajno absorpcija, saj je to lastnost, ki najbolj kaže na uporabnost fluoroogljikovih smol v danem kemičnem okolju.
Pri neomejenih oblogah je pomembno, da se prostor med oblogo in podpornim elementom odzrači v ozračje, ne le zato, da se omogoči uhajanje majhne količine permeantnih hlapov, ampak da se prepreči, da bi ekspanzija ujetega zraka sesedla oblogo.Te odprtine se uporabljajo tudi za testiranje nadzora kakovosti obloženih cevi in kot varnostna naprava za prikaz puščanja v primeru poškodbe obloge.Zrušitev obloge se pogosto pripisuje prepustnosti, čeprav je v resnici primarni vzrok pojav vakuuma v procesnem toku.Proizvajalci obloženih cevi objavljajo odpornost proti vakuumu pri nazivni temperaturi različnih velikosti in debelin obloge, vendar je včasih treba preprečiti čezmerni vakuum s konstrukcijskimi značilnostmi in delovnimi postopki.
Čas objave: 14. februarja 2019