(se även polymer® PTFE och polymer® FEP & PFA specifikationer) PTFE:s mekaniska egenskaper är låga jämfört med andra plaster, men dess egenskaper förblir på en användbar nivå över ett brett temperaturområde från -100°F till +400°F (- 73°C till 204°C).
Typiska egenskaper hos polymer® PTFE-fluorpolymerhartser
Temperaturmotstånd
Temperaturer över 77°C är inte gynnsamma för komponenter i de flesta elastomerer och plaster, medan PTFE tål temperaturer så höga som 260°C.Även under 77°C, om syror som är frätande för metaller och organiska lösningsmedel kombineras, är foder och komponenter av PTFE ofta att föredra eftersom elastomerer och andra plaster ofta saknar motståndskraft mot lösningsmedelssvällning och uppmjukning.
Kemisk tröghet
Med kemisk inerthet menar vi att PTFE-fluorkarbonhartser kan vara i kontinuerlig kontakt med ett annat ämne utan att någon detekterbar kemisk reaktion äger rum.I allmänhet är PTFE-fluorkolhartser kemiskt inerta.Ändå måste detta påstående, liksom alla generaliseringar, vara kvalificerat om det ska vara helt korrekt.Kvalificeringen kommer dock inte att leda till förvirring om man tänker på de grundläggande fakta om beteendet hos PTFE-hartser.
Den vanliga beskrivningssammanfattningen av olika testdata kan vara missvisande, eftersom den kan klumpa ihop fundamentalt olika typer av "kemiskt" beteende.Om beskrivningen ska vara tydlig måste den skilja på strikt kemiska reaktioner och fysikaliska handlingar såsom absorption.Beskrivningen måste göra det möjligt för användaren att ta hänsyn till sambanden mellan de fysikaliska och kemiska egenskaper som kan påverka en viss applikation.
Till exempel kommer PTFE-hartser att vara opåverkade av nedsänkning i aqua regia.Men om temperaturen och det resulterande trycket för detta reagens blir högt, kommer även absorptionen av reagensens komponenter i hartset att öka.Efterföljande fluktuationer, såsom plötsliga tryckförluster, kan då vara fysiskt skadliga på grund av expansion av de ångor som absorberas i hartset.När vi talar om de kemiska egenskaperna hos PTFE måste vi naturligtvis skilja mellan strikt kemiska reaktioner, som vi uttryckte i termer av "kemisk kompatibilitet" och fysiska handlingar, såsom "absorption" i kombination med mekanisk och termisk stress.
Inom normala användningstemperaturer angrips PTFE-hartser av så få kemikalier snarare än att ta upp de kemikalier som de är kompatibla med.Dessa reaktanter är bland de mest våldsamma oxidationsmedel och reduktionsmedel som är kända.Elementärt natrium i intim kontakt med fluorkolväten avlägsnar fluor från polymermolekylen.Denna reaktion används i stor utsträckning i vattenfria lösningar för att etsa ytorna av PTFE så att hartserna kan bindas med lim.De andra alkalimetallerna (kalium, litium, etc.) reagerar på liknande sätt.
I vissa fall vid eller nära den föreslagna gränstemperaturen på 260°C för TFE och PFA och 204°C för FEP, har några kemikalier i höga koncentrationer rapporterats reaktiva mot PTFE.Angrepp liknande natriumetsningen har producerats vid så höga temperaturer av 80 % NaOH eller KOH, metallhydrider som boraner (t.ex. B2H6), aluminiumklorid, ammoniak (NH3) och vissa aminer (R-NH2) och iminer ( R = NH).Långsam oxidativ attack har också observerats av 70% salpetersyra under tryck vid 250°C.Särskild testning krävs när sådana extrema reducerande eller oxiderande förhållanden närmar sig.
Absorption
Till skillnad från metaller absorberar plast och elastomerer varierande mängder av de material de kommer i kontakt med, särskilt organiska vätskor.Absorptiviteten i PTFE är ovanligt låg, och en kemisk reaktion mellan plasten och de andra ämnena är en sällsynthet (med de få undantag som nämnts tidigare).Men när absorption kombineras med andra effekter kan denna egenskap påverka användbarheten av dessa hartser i en speciell kemisk miljö.Till exempel, om snabba fluktuationer i temperatur eller tryck inträffar, kan omständigheter skapas som är fysiskt skadliga.Det bredare driftstemperaturintervallet för PTFE-hartser utsätter dem för denna typ av fysisk skada oftare än andra plaster.
Som en förklaring, låt oss överväga "ångcykeltestet" som beskrivs i ATSM-standarder* för fodrade rör.Prover av fodrade rör utsätts för 0,8 MPa (125 psi) ånga, alternerande med kallt lågtrycksvatten, vilket faktiskt orsakar mycket allvarliga termiska och tryckfluktuationer.Detta upprepas i 100 cykler.Ånga skapade en tryck- och temperaturgradient genom fodret vilket orsakar absorption av en liten mängd ånga som kondenserar till vatten inuti fodrets vägg.Vid tryckavlastning, eller vid återinförande av ånga, kan det inneslutna vattnet expandera till ånga och orsaka en original mikropor.Det upprepade trycket och den termiska cyklingen förstorar mikroporerna, vilket i slutändan orsakar synliga vattenfyllda blåsor i fodret.ASTM-standarderna noterar att blåsorna inte påverkar rörinsatsens prestanda negativt – den kemiska barriärens tjocklek är fortfarande intakt.
Det finns frätande åtgärder som minskar svårighetsgraden av blåsor.Värmeisolering av ett fodrat rör eller kärl minskar temperaturgradienten i fodret och förhindrar därigenom ofta kondensation och efterföljande expansion av absorberade vätskor.Det minskade också hastigheten och storleken på temperaturförändringar, vilket minimerar blåsbildning.Genom att reducera hartset kan isolering således i många fall ge en skyddsåtgärd.Ytterligare skydd kan tillhandahållas genom att använda driftsprocedurer eller anordningar som begränsar hastigheten för processtrycksminskningar eller temperaturökningar.
Genomträngning
Permeation är en faktor som är nära relaterad till absorption, men den är också en funktion av andra fysiska effekter, såsom diffusion och temperatur.I över 20 års erfarenhet av PTFE-fodrade rör har antalet fel som tillskrivs genomträngning av en korrosiv ånga följt av korrosion av stödelementet varit anmärkningsvärt få.Linertjockleken på 1,27 till 6,35 mm som är nödvändig för fysisk styrka vid höga temperaturer minskar genomträngningen till den grad att det normalt är ett mindre övervägande.Eftersom så många variabler påverkar permeationen är det missvisande att använda laboratoriepermeabilitetsdata som erhållits med tunna polymerfilmer som grund för val av specifika fluorplastiska polymerfoder.Med få undantag har skillnader i permeabilitet mellan fluoroplaster liten betydelse för prestanda hos tillverkade rör och utrustning.Prestanda styrs främst av design, tillverkning och kvalitetskontroll.Därför är det primära problemet vanligtvis med absorption, eftersom detta är den egenskap som mest indikerar användbarheten av fluorkolhartserna i en given kemisk miljö.
I obundna foder är det viktigt att utrymmet mellan fodret och stödelementet ventileras till atmosfären, inte bara för att tillåta utsläpp av en liten mängd genomträngande ångor utan för att förhindra expansion av innesluten luft från att kollapsa fodret.Dessa ventiler används också för kvalitetskontroll av fodrade rör och som en säkerhetsanordning för att indikera läckage vid skador på fodret.Linerkollaps tillskrivs ofta permeation när den primära orsaken i själva verket är förekomsten av vakuum i processströmmen.Tillverkare av fodrade rör publicerar motståndet mot vakuum vid nominell temperatur för deras olika storlekar och fodertjocklekar, men det är ibland nödvändigt att förhindra överdrivet vakuum genom designegenskaper och driftsprocedurer.
Posttid: 2019-02-14