עיבוד של פולימרים מיוחדים עבור כימיקלים ואקורוזיון התנגדות

מבוא לפולימרים מיוחדים לסביבה

חומרים מיוחדים פולימרים הם חומרים מהונדסים שנועדו לסבול התקפה כימית אגרסיבית, טמפרטורות קיצוניות, וסטרס מכני.בניגוד לפלסטיק סחורות, חומרים בעלי ביצועים גבוהים אלה לשמור על שלמות מבנית כאשר נחשפים לחמצות, מחוסנים, בסיסים וחמצן סוכנים.התנגדות קורוזיונית יוצאת דופן שלהם הופכת אותם הכרחיים בתעשיות שבהן רכיבי מתכת ימשיכו במהירות את העיבוד.

סוגי פולימרים מיוחדים

הביצועים של חלק גמור תלוי במידה רבה בבחירת בסיס פולימרים המתאים.כל שרף מומחה מציע איזון מובהק של התנגדות כימית, יציבות תרמית, כוח מכני, ותהליךיות. להלן הם החומרים הנפוצים ביותר ביישומים כימיים וקורוזיים תובעניים.

Polyvinylidene Fluoride (PVDF)

PVDF הוא פלואופולמר ידוע על ההתנגדות הכימית המעולה שלה לרוב החומצות, הבסיסים, ופתרונות אורגניים.הוא גם מציג טוהר גבוה, כוח מכני טוב, והתנגדות לקרינת UV ומזג אוויר. PVDF משמש לעתים קרובות במערכות פיטורים, צנרת מיכל, רכיבים שסתום וציוד מוליכים למחצה.חלון העיבוד שלה הוא רחב יחסית, המאפשר גם extrusion וזריקת דפוס, למרות שהוא דורש למנוע היווצרות ייבוש.

Polytetrafluoroethylene (PTFE)

PTFE הוא אולי הפולימרים הכימיים ביותר זמין.זה כמעט בלתי מושפע מכל הכימיקלים הנפוצים למעט מתכות אלקלי מלוטסטן וכמה תרכובות פלואורנטיות. PTFE מציעה גם coefficient נמוך מאוד של חיכוך וטמפרטורה שירות רחב טווח מרמות Cryogenic ל 260 מעלות צלזיוס (500 ° F). עם זאת, צמיג גבוה שלה מונע עיבוד קונבנציונלי, במקום זה, הוא מוסיף תרכובות גזים, אבל עקב מורכבות, או מחוסמת, אבל.

Polyether Ether Ketone (PEEK)

PEEK הוא תרמופלסט בעל ביצועים גבוהים המשלב התנגדות כימית יוצאת דופן עם תכונות מכניות ויציבות תרמית (שימוש מתמשך ל 250 מעלות צלזיוס) הוא מתנגד למגוון רחב של כימיקלים אורגניים ולא אורגניים, כולל קיטור, מים חמים, ופחמימנים רבים. PEEK יכול להיות מעובד על ידי הזרקת עובש, חדירה, ועיצב, אבל זה דורש טמפרטורות גבוהות (340-400C) וטמפרטורות מתכתיות משמשות, הוא יעיל, תרכובות, עיבוד של דלק, הוא בדרך כלל, תרכובות.

Polyphenylene Sulfide (PPS)

PPS הוא פולימר למחצה עם התנגדות מצוינת לפתקים, חומצות, בסיסים בטמפרטורות גבוהות.זה גם מספק פיגור של להבה טעונה, ספיגה לחות נמוכה, ויציבות ממדית טובה. PPS יכול להיות הזרקת עובש או extruded, למרות שהוא דורש טמפרטורות עיבוד גבוהות (300-350 מעלות צלזיוס) ושליטה זהירה של קירור כדי להשיג יישומי גביש אופטימליים.

חומרים נוספים

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

טכניקות עיבוד לפולימרים כימיים-Resistant Polymers

פולימרים עיבוד דורשים שליטה מדויקת על הטמפרטורה, קצב הרהר, וקירור כדי להימנע השפלה, לשמר קריסטליות, ולהבטיח עקביות חלקית.הטכניקות הבאות מועסקות לעתים קרובות ביותר.

Extrusion

Extrusion הוא תהליך מתמשך המשמש לייצור צינורות, פרופילים, סרטים, סדינים וזרימת חוט.הפולימר מוזן כמו pellets או אבקה לתוך חיבית מחומם שבו בורג רוטט מת דוחף את החומר דרך מוות.עבור פולימרים מיוחדים כמו PVDF ו PEEK, טמפרטורות חביות חייב להיות בקפידה פרופיל כדי למנוע חום מקומי כי יכול לחדד את השרשרת פולימרומית במקרה של PTe, אז הוא מאוד, אז הוא בדרך של נוזל חיתוך אחד, אז הוא הלך עם לחץ חזק יותר מדיום הוא הלך עם טמפרטורות הקדמי הוא הלך עם טמפרטורות הוא הלך עם טמפרטורות הוא אחד עם טמפרטורות קשה יותר מדיום הוא הלך עם קיבולת גבוהה.

המונחים:

עובש הזריקה הוא שיטה גבוהה דרך חישוב לייצור חלקים מורכבים, מורכבים עם סובלנות הדוקה.הפולימר מומס בחבית מוזרק תחת לחץ לתוך עובש סגור.עבור פולימרים מיוחדים בטמפרטורה גבוהה כגון PEEK ו PPS, הטמפרטורה התכה יכול להיות על פני 350 מעלות צלזיוס, ואת הטמפרטורה עובש לעתים קרובות צריך להיות נשמר מעל 150 מעלות צלזיוס כדי לאפשר שליטה נאותה.

« דיכוי מול

עובש קומפרספרסוני חשוב במיוחד עבור PTFE וחומרים אחרים כי לא ניתן להמיס בקלות מעובד.בטכניקה זו, מטען טרום-formed של אבקה או שטרט מראש ממומשת ממוקם במות פתוח.המות סגור לאחר מכן תחת חום ולחץ, מה שגורם לחומר לזרום ולמלא את החיסרון.

פתרון להורדת הסרט ו-The Film Formation

עבור יישומים הדורשים ציפויים דקים, אחידים או סרטים ללא תשלום, פתרון ליהוק משמש.הפולימר מומס בקופה מתאימה (למשל, N-methyl-2-pyrolidone עבור PVDF) והפתרון הוא מוטל על חגורת נע או תופים. כמו evant evarates, טכניקה זו מאפשרת שליטה מדויקת על עובי והוא משמש בדרך כלל כדי לייצר corrn-reative פרופיל, חסום, למנוע שכבות קריטי, חסועת, חסימתן, חסימת, חסימת, חסימתן, חסומים קריטי, ו-מחץ, חסימתן, חסומים, חסימת, חסימתם של צבעים קריטי, חסומים, חסומים, חסומים, חסומים, חסומים, ו-פעמיטיבי, חסומים, כמו גם כן, חסומים, ו-מכים, חסומים של צבעים קריטי, חסומים, חסומים, חסומים, חסומים, כמו גם כן, חסומים של צבעים קריטי, חסונים של צבעים, כמו פריך, חסונים של צבעים.

ייצור תוספת (3D הדפסה)

ההתקדמות האחרונה בייצור תוספים פתחה אפשרויות חדשות עבור מותאם אישית, חלקים בעלי ערך נמוך עשויים פולימרים מיוחדים. Fuse filament ייצור (FFF) עם PEEK או PVDF דורשות נקודות חמות טמפרטורה גבוהות ( ⁇ 400 מעלות צלזיוס) ותאים לבנות מחוממים כדי להפחית את דף המלחמה.סלק לייזר (SLS) של אבקת PEEK מתפתח גם, למרות הנקודה הגבוהה והרגישות תרמית הם לעתים קרובות כמו קריסטלציה.

שיקולים של זיהוי כימי וקורוזי

בחירת פולימר הנכון לסביבה כימית נתונה אינה פשוטה. מהנדסים חייבים להעריך מספר גורמים מעבר לתאגרת ההתנגדות הכימית המסופקת על ידי היצרן.

• (FLT:0 Temperature and StressFLT:1: פולימרים רבים מאבדים התנגדות כימית בטמפרטורות גבוהות, כך שטמפרטורת השירות הרציפה ביותר חייבת להיות מאומתת תחת החשיפה הכימית הספציפית.
• (FLT:0) סוכנים פצחים סדקים:1: כמה כימיקלים גורמים ללחץ סביבתי סדק (ESC) בפולימרים עמידים אחרים, במיוחד חומרים חצי-קריסטליים כמו PPS.
• (ב) ,0) שיעורי ההפריה (Permeation RateFLT:1): אפילו פולימרים אינסטינקטים כימיים עשויים לאפשר למולקולות קטנות להחלחל דרך הקיר לאורך זמן.
• (FLT:0) לטעון מכניקה 1 (FLT): פולימר שמתנגד להתקפה כימית אבל יש לו התנגדות מצמררת נמוכה עשוי להתהפך תחת עומס מתמשך.מלאים כמו זכוכית או סיבי פחמן מתווספים לעתים קרובות לשיפור כוח מכני, אבל הם יכולים לשנות התנגדות כימית.
• (FLT:0) תוצאות ההיסטוריה של ההיסטוריה של LT:1: תואר של גבישיות, אוריינטציה, מתח חיני שהוצג במהלך עיבוד יכול להשפיע באופן דרמטי על התנגדות כימית.

(הפרקטיקה נפוצה לביצוע בדיקות קידוד ברמת קופונים לסטנדרטים כגון ASTM D543 או ISO 175 לפני ביצוע ייצור בקנה מידה מלא.בנוסף, ייעוץ עם ספקים חומריים ושימוש בפלטפורמות נתונים באינטרנט כגון FLT:0 ProspectULorph 1 יכול לעזור לצמצם את הבחירה החומרית.

בקרת איכות ובדיקה בתהליכים

מכיוון שפולימרים מיוחדים משמשים ביישומים קריטיים, בקרת איכות קפדנית היא חלק בלתי ניתן להשגה של עיבודם.בדיקות מפתח כוללות:

• מדד זרימת הדם (MFI) או היתוך מולטיות 1:1 ניטור כדי להבטיח כי החומר לא ירד במהלך הייבוש או עיבוד מחדש.
• (FLT:0) דיפרנציאל סריקת קלוריות (DSCIRLT:1 כדי למדוד נקודת התכה, מעבר זכוכית, וגבימיות. עבור פולימרים חצי-קריסטליים, תואר גבישי מתואם ישירות עם התנגדות כימית.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) [ה]הכוח הרב, הארכה, מודלוס] הן לפני ואחרי חשיפה כימית לכמת שימור נכסים.
• (FLT:0) בדיקה ובדיקות ממדיות של LT:1 עבור פגמים כגון בועות, סדקים, דף מלחמה או חללים שיכולים לפשרה ביצועים של מחסום כימי.

פרמטרים תהליכים כגון פרופיל טמפרטורה בחבית, מהירות ברג, לחץ גב, וקצב קירור צריך להיות מחובר וניתן לעקוב אחר לכל אצווה. יצרנים רבים עכשיו ליישם חיישנים בזמן אמת בקונטיה (למשל, טמפרטורת התכה אינפרא אדום, עובי קולי) כדי לזהות סטיות לפני שהם מייצרים גרד.

אתגרים ופתרונות בעיבוד מיוחד פולימרים

בעוד פולימרים מיוחדים מציעים ביצועים מצטיינים, הם מציגים קשיים עיבוד הדורשים ניסיון וציוד מיוחד.

הדרגה העשרית

לפולימרים רבים יש חלונות עיבוד צר מאוד.הפחתת טמפרטורת ההיתוך המומלצת יכולה להוביל לנפיחות שרשרת, החלפה או שחרור של מוצרים רעילים.כדי להימנע מכך, מעבדים צריכים להשתמש בקרים טמפרטורה מדויקים, להימנע מנקודות מתות בנתיב זרימת ההיתוך, ולרוץ בטמפרטורה היעילה הנמוכה ביותר. לדוגמה, PVDF לא צריך להיות מוחזק מעל 270 מעלות צלזיוס לתקופות מורחבות.

רגישות

פולימרים כגון PEEK, PPS ו- PVDF יכולים לספוג לחות מהאווירה.אם לא יבשה ביסודיות לפני עיבוד (בדרך כלל ל <0.02% לחות), המים יתווספו בחבית, גרימת הידרוליזה, בועות וחלקים חלשים. Vacuum יבשה או dehumiders הם סטנדרטיים, וזמני יבש יכולים לנוע בין 2 ל 8 שעות בהתאם למשטחי של עוביים.

מקר ו- Tool Wear

טמפרטורות התכה גבוהות ותגבורת abrasive (סיבים זכוכית, סיבים פחמן, ממלאי מינרלים) להאיץ את הכלים ללבוש.דפוס עובש ו- extrusion מת חייב להיות בנוי מפלדות כלים מדורגים לשימוש עתיר, וציפויים עמידים ללבוש כגון titanium nitride (Titanium Nitride) הם לעתים קרובות מיושם.

יציבות ממדית

שינויים בקצב הקירור על פני חלק יכולים לגרום דפי מלחמה ומתח פנימי.עבור פולימרים למחצה כמו PPS ו PEEK, טמפרטורת עובש אחיד היא קריטית.ערוצי קירור קונפוראליים בתבניות הזריקה והקירור הדרגתי בקווי החדירה הם אסטרטגיות יעילות.Annaling לאחר עיבוד יכול להקל על מתחים ומידות לייצוב.

יד ובטיחות

עיבוד בטמפרטורות גבוהות ועם הדור הפוטנציאלי של רום דורש אוורור הולם וציוד הגנה אישי.חלק מהמוצרים ההשפלה (למשל, פלואוריד מימן מפלואורופולמרים) הם מאוד קורוזיים ו רעילים. יצרנים צריכים לבצע הערכות סיכון ומיצוי סיכונים לתקנות מקומיות.

מגמות וחדשנות מתפתחות

תחום עיבוד פולימרים המומחיות ממשיך להתפתח, מונע על ידי דרישות לביצועים גבוהים יותר, קיימות ויעילות עלות כוללים:

• (FLT:0) ביו-בבסיסם פולימרים בעלי ביצועים גבוהים: מחקר מתקדם לייצר גרסאות חלקית או מלאות מבוססות ביולוגית של PEEK ופולימרים אחרים ללא שילוב של התנגדות כימית.
• (FLT:0)Nanocomposite חיזוקים FLT:1: הוספת כמויות קטנות של ננוסיליקה, צינורות פחמן, או גרפן לפולימרים מיוחדים יכול לשפר את תכונות מחסום כימי וכוח מכני ללא הקרבה של תהליך.
• (FLT:0) ניטור תהליכים באינטרנט ותעשייה 4.0FirLT:1; אלגוריתמים של אלגוריתמים למידת מכונה מאפשרים כעת למעבדים לחזות ולתקן פגמים בזמן אמת, צמצום הגרדציה ושיפור העקביות.
• (FLT:0) אימוץ ייצור הוגן של JigsFLT:1: ככל שציוד הדפסה תלת מימדי הופך להיות מסוגל לטפל בטמפרטורות גבוהות יותר, אנו צופים שימוש נרחב יותר עבור ג'יגים מותאמים אישית, תיקונים עמידים כימיים וחלקים חלופיים נמוכים לצריכת מזון כמו FLT:2Plastics Technology FLT 3 באופן קבוע לדווח על התקדמות בחומרים גבוהים.
• (FLT:0)Recycling and Circle Economy FLT:1; בעוד פולימרים מיוחדים רבים עמידים כימית על ידי עיצוב, מחזור סוף החיים שלהם נשאר מאתגר. מחזור מכני לאחר מיון ומחזור כימי באמצעות depolymerization או solvolysis נחקרים כדי להחזיר מונומרים יקרי ערך או מערכי רפורמה.

מסקנה

עיבוד מומחיות לפולימרים עבור עמידות כימית ושחיתות הוא משמעת מתוחכמת כי גשרים מדעי החומר, הנדסה מכנית וטכנולוגיה ייצור.בחירת פולימר הנכון - כמו PVDF, PTFE, PEEK, או PPS - דורש הבנה מעמיקה של תאימות כימית, הגבלות תרמיות, ועיבוד התנהגות. כל טכניקת עיבוד, החל מחשיפה וזריקת פתרונות ליצוקה וייצור, מביא עצמו הבנה מעמיקה של תכונות מדויקות יותר של טיפול פסיכולוגי, כמו גם חומרים יעילים יותר, כמו גם חומרים יעילים יותר, כמו לחץ על ידי שיפור יעיל יותר, כמו גם על ידי שיפור יעיל יותר, כמו שיטות עיבוד.