Table of Contents
עם זאת, ביצועים גבוהים פלואופולנים הם מעמד מיוחד של פולימרים סינתטיים מכובדים על ידי ההתנגדות הכימית יוצאת דופן שלהם, פיתוח גבוה של חומרים לא מקל על פני השטח, תכונות בידוד חשמלי מעולה.חומרים אלה, הכוללים סוגים ידועים כגון זיהומים פוליטרה-השפעה אלה (PT), חומרים קיצוניים המשפיעים על חומרים שטף חשמלי (PT), חומרים קיצוניים (PT), חומרים נוגדי שפעת או חומצה פולימרניים (Fide) אטומית) באופן קיצוני, אשר נמצאים בכימיקלים קיצוניים (PTINERide)
המונחים: Fluoropolymer Properties
הביצועים יוצאי דופן של פלואורופולמרים מקורם באג"ח פחמן-פלואורנין חזק במבנה המולקולרי שלהם.אטומי פלואורין מקיפים את עמוד השדרה של פחמן, יצירת מגן עמיד מאוד לתקוף על ידי חומצות, בסיסים, פותרים, ואפילו halogens תגובתי מאוד.האינטוגניות הכימית הזו הופכת את הסביבות הכרחיות במקומות שבהם רוב הפולימרים היו פתורים, או סדקים, למעט טמפרטורות קיצוניות, למעט ספוגות.
מעבר להתנגדות הכימית, פלואופולמרים ידועים ביציבות התרמית שלהם. PTFE, עם נקודת התכה של כ-327 מעלות צלזיוס, יכול לפעול ברציפות בטמפרטורות עד 260 מעלות צלזיוס ו לסירוגין לרמות גבוהות יותר. אחרים פלואופולמרים כגון PFA ו-FEP יש מעט יותר טווחי התכה נמוכים יותר, אך עדיין מציעים טמפרטורות שירות מעל 200 מעלות צלזיוס.
נכס אחר מגדיר אנרגיה על פני השטח נמוך, אשר מקנה תכונות לא מקל ונפיחות נמוכה.המקדם של חיכוך עבור PTFE הוא בין הנמוך ביותר של כל חומר מוצק, מה שהופך אותו אידיאלי עבור קורס, נושאים, וחותמות. בנוסף, פלואופולמרים לספק בידוד חשמלי מצטיין על פני טמפרטורה רחבה וטווח תדירות, מה שהופך אותם חומר של בחירה עבור חוטים וחלבונים בחלל דורש אלקטרוניקה.
כל סוג פלואופולמר מציע איזון מובהק של תכונות. PTFE, בעוד אינפורט מאוד, לא ניתן להמיס מעובד באמצעים קונבנציונליים כי המהירויות גבוהות מאוד שלה (התוצאה של 10uaFLT:010100FLT:1 Pas) מונע זרימה. PFA ו- FEP הם חלופות ממות כי שמירה על עמידות כימית מעולה תוך מתן הזרקת וזריקת עובש יכול להיות משולב עם תפקוד כימי חזק.
הבנת ההבדלים בנכסים אלה היא קריטית לבחירת נתיב עיבוד ורמת עיבוד המתאים של פלואופולמורומיום.הבחירה של טכניקת עיבוד, חבילת תוספים, ופוסט-טיפול תלויה ישירות בהתנהגות התרמית והריולוגית של החומר.
טכניקות עיבוד חיוניות עבור Fluoropolymers
בשל המגוון הרחב של סוגי פלואופולימר ואת הדרישות המחמירות של יישומים לשימוש קצה, פותחו כמה שיטות עיבוד.כל טכניקה מותאמת להתגבר על האתגרים הספציפיים על ידי הצגת חומרים בעלי ביצועים גבוהים אלה.
Extrusion
Extrusion הוא אחד השיטות הנפוצות ביותר לייצור סרטי פלואופולמר, צינורות, מוטות ופרופילים. עבור פלואופולמרים ממעבדים עבור הפקת סרטי פלואופולומריים פלואו-סולפוליים, תהליך כולל היתוך פולימר בחלבית מחומם, ואילץ אותו באמצעות קורץ רוטט.
עבור PTFE, אשר אינו מתמס נוזל בעלות נמוכה, גישה שונה המכונה Extrusion בעבר בשימוש. PTFE אבקת מעורב עם סיכה (לעתים קרובות תנומה) כדי ליצור פס, אשר לאחר מכן ram-truded דרך מוות בלחץ מתון.
« דיכוי מול
עובש קומפרספרסוני הוא שיטה תכליתית לייצור צורות פשוטות עד בינוניות כגון סדינים, בלוקים, טבעות, וקטנות.התהליך מתחיל על ידי הצבת מטען טרום-הכיפוף של אבקת פלואורופולמר או גרנוטים לתוך משטח עובש מחומם.תבנית לאחר מכן סגורה באמצעות לחץ הידראולי, החל חום ולחץ אופייני מ 1000 עד 4000 psi, והם לעתים קרובות מוחזקים על ידי מחזור קירור מלא של לחץ הדם הוא לעתים קרובות.
המונחים:
הזרקת עובש כמו הזרקת פלואופולמרים מוגבל לציונים אלה שניתן להמיס מעובדים, כגון PFA, FEP, PVDF ו ETFE. התהליך דומה לתבנית הזריקה קונבנציונלית אבל דורש מכונות מיוחדות המסוגלות להמיס טמפרטורות מעל 350 מעלות צלזיוס, ועם הטבע הקורטוזי של הסמס חייב להיות קשה ולעתים קרובות מכומר או מזיז את חומר החומצה אחת לשרירים.
נפילה
חיתוך של פלואופולמרים הוא פחות נפוץ אבל משמש לייצור מכולות חלוקות, בקבוקים, ודוקטרים הדורשים התנגדות כימית.שניהם מכת ההזרקה עובש כבר מותאמים, בעיקר באמצעות PVDF או ETFE. חלון העיבוד הוא צר כי כוח ההיתוך חייב להיות מספיק כדי לתמוך את התוספת ללא פיגור, אבל החומר חייב לזרום בקלות לתוך התבנית מיוחדת עם ציפויים מדויקים וציפוי הוא חיוני.
טכניקות אחרות
שיטות נוספות כוללות את ה-FLT:0.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10
אתגרים בעיבוד פלואופולמרים
למרות התכונות יוצאות הדופן שלהם, פלואופולמרים מציגים מספר קשיים עיבוד שיש לנהל כדי להשיג מוצרים איכותיים ואמינים.
(FLT:0) גבוה להמיס את המהירויות של 1FLT (הראשונה למכשולים המשמעותיים ביותר.PTFE מציג את חדות ההיתוך כה גבוהה עד שהיא אינה יכולה לזרום; יש לעבד אותו על ידי הדבקה או דחיסה של העבר או דפוס ואחריו ערוצי ניקוי קשים, כדי למנוע נטייה גבוהה, יש צורך להפחית את הרגישות גבוהה כל כך, כי יש צורך בזרימת יתר על ידי נוזל גבוה, אשר יהיה צורך להפחית את רמות איטיות גבוהה, אשר יהיה צורך להפחית את הזרקה גבוהה, אשר יהיה צורך להפחית את הפחתת לחץ גבוה, כלומר, כי הוא יכול להיות יעיל, כי הוא נוטה גבוהה, כי הוא יכול להיות נטיבות גבוהה, כי הוא יכול להיות יעיל יותר, כי הוא יכול להיות מסוגל להפחית את רמות איטיות גבוהה, 000 איטיות גבוהה, 000 איטיות גבוהה, כי הוא יכול להיות יעיל, כי הוא יכול להיות נטיבות גבוהה, 000 איטיות גבוהה, כי הוא יכול להיות יעיל, כי הוא יכול להיות יעיל יותר, 000 נטייה גבוהה, כי הוא יכול להיות מסוגל להפחית את זה לא יכול להיות מסוגל להפחית את זה לא יכול להיות מסוגל להפחית את זה, כי הוא יכול להיות מסוגל להפחית את זה, 000 נטייה גבוהה, כי הוא יכול להיות מסוגל להפחית את זה לא יכול להיות מסוגל להיות
(FLT:0) ההשפלה הירומאלית (FLT:1) היא דאגה קריטית נוספת. פלואופולמרים מתחילים להיפטר בטמפרטורות רק בינוניות מעל נקודות ההמיסה שלהם. Decomposition משחרר גזים רעילים מאוד וקורוזיים, כולל חומצה הידרופלואורית (HF) ומניפולנים פחמן חייב לעבוד עם מספיק ventilation, ציוד הגנה אישי, ואינטרנט של ניטור של חומרים פגומים של חומרים אלה חייב להיות עמידים על מנת לעמוד על ידי חומרים מטמפרטורה 2.
(FLT:0) תכונות לא-קליפות FLT:1, בעוד יקר בשירות, להפוך את עובש לשחרר קשה.אפילו במהלך קירור, חלקי פלואופולמר יכולים לדבוק באופן יציב משטחים מתכתיים.השימוש בסוכני שחרור עובש המבוססים על תרכובות פלואורנטיות, או ציפויים קבועים כגון צ'רום קשיח או ניקל אלקטרו-less עם FE, הוא סטנדרטי.
(FLT:0) שרין ולוחמת 1 (FLT:1) הם בולטים עבור רבים פלואופולמרים, במיוחד PTFE, אשר עובר הפחתה משמעותית בנפח במהלך קירור וחצץ.חלקים חייבים להיות מותר להתקרר לאט ובמדים אחידים, לעתים קרובות תנור טמפרטורה מבוקר, כדי למזער.
(FLT:0)MoistureureureרגישותFLT:1 הוא בדרך כלל נמוך עבור רוב פלואופולמרים, אבל כמה סוגים, במיוחד PVDF, יכול לספוג לחות במהלך הגדלה שעלולה להוביל לשחיקה במהלך עיבוד.
(FLT:0) CostveFLT:1 יש לשקול גם. חומרים גולמיים פלואורופולמרים יקרים, ואת ציוד העיבוד המיוחד הנדרש (חביות עתיריות גבוהות, ברגים עמידים לשחיתות, בקרת טמפרטורה מדויקת) מייצג השקעה משמעותית הון.
התקדמות במעבדות
מחקר ופיתוח מתמשך מניבים אסטרטגיות עיבוד חדשות המפחיתות עלויות, לשפר את האיכות, ולהרחיב את אפשרויות היישום עבור פלואופולמרים.
(FLT:0) ExtrusionFLT:1 נחקר כדי לשנות את התכונות פלואופולמריות במהלך עיבוד. על ידי הצגת מונומרים פונקציונליים או סוכני crosslinking לתוך extruder, יצרנים יכולים לייצר ⁇ פלואופולמר עם דבקות מוגברת, שיפור כוח ההיתוך, או תכונות משטח מותאם.
(FLT:0Microwave-Asked עיבוד FIRLT:1) מציע את הפוטנציאל של יותר אחיד וחום מהיר של פלואופולמרים. כי מיקרוגלים לחמם את החומר לאורך כל, ולא באמצעות התנהגות משטחים חמים, ⁇ תרמיים מופחתים, מורידים את הסיכון של השפלה. מחקרים מוקדמים הראו כי מיקרוגל חטא של FE יכול לייצר חלקים עם צפיפות משופרת ותכונות מכניות בזמנים קצרים יותר.
(FLT:0Laser WeldingFLT:1 של מרכיבים פלואופולמרים צובר מתח עבור יישומים ההרכבה שבו אג"ח דבק אינו רצוי. PFA ו- FEP ניתן להצטרף בהצלחה עם לייזרים קרובים-נאשמים, בתנאי שהעיצוב המשותף כולל תוסף לייזר-אבישבן.טכניקה זו משמשת לייצור מכשירים מיקרו-השפעהיים, כימיים, ורפואה שבה יש צורך להיות מכשירים כימיים.
ייצור אדרבא:0 (דפסת D) של פלואופולמרים מתקדם במהירות. Fuse filament ייצור (FFF) עם PVDF ו- PEEK / PTACEערובות הוא כעת אפשרי, אם כי אתגרים עם שכבת דבקות ועידוד להישאר.
(FLT:0)NanocompositesFLT:1 הם דרך נוספת של פיתוח.שילוב חלקיקים כגון גרפן, צינורות פחמן, או אחליק לתוך מאפים פלואופולניים במהלך עיבוד יכול לשפר באופן דרמטי את כוח מכני, ללבוש התנגדות, ומחסום ללא הקרבה של חומרים כימיים.
(FLT:0) עיבוד עובש ו Die designFirLT:1) באמצעות דינמיקת נוזל חישובית (CFD) וניתוח אלמנט סופי (FEA) מאפשר כעת מעבדים לחזות זרימה, ⁇ תרמיים, ולחצים שאריות לפני חיתוך כלי פלדה.זה מקטין את הניסוי-וטרור ומוביל לתשואות ראשונות גבוהות יותר.
(FLT:0) דרישות אוטומציה ותעשייה 4.0 מושגים מפלט:1) הם מאומצים לעיבוד פלואופולימר. ניטור בזמן אמת של טמפרטורה של התכה, לחץ, ומברג, בשילוב עם אלגוריתמי למידת מכונה, יכול לזהות סחף וחיזוי צרכי תחזוקה.זה חשוב במיוחד לשמירה על איכות עקבית במשחות ארוכות או בתבניות הזרקת שתן גבוהות.
בקרת איכות ובדיקה
הבטחת כי רכיבים פלואופולמרים מעובדים עומדים בדרישות ביצועים מחמירות דורשות תוכנית בקרת איכות חזקה.בדיקה בדרך כלל נופלת לכמה קטגוריות:
- בדיקה של התנגדות:0Chemical Resistance Testing:FLT:1irsion בכימיקלים נציגים בטמפרטורות מוגדרות למשך זמן מוגדר, ואחריו מדידה של שינוי משקל, שינוי נפח ושימור נכסים מכני.
- (FLT:0) בדיקות רכוש מכניות: FLT:1, כוח Tensile, אורך הפסקה, Modulus ו-דמיע התנגדות (למשל, ASTM D638 או D412).
- (FLT:0) ניתוח אנדרמאל: FLT:1 סריקה שונה של קלורימנטרי (DSC) למדידת התכה וטמפרטורות התגבשות, ניתוח תרמוגרמטרי (TGA) ליציבות תרמית ולתוכן מלא, וניתוח תרמומיולוגי (TMA) ליעילות של התרחבות תרמית.
- (FLT:0) בדיקות רנולוגיות: FLT:1 , מלאת אינדקס זרימה (MFI) עבור ציונים מעובדים, rheometry סיבובי עבור עקומות מולקולות, ו capillary rheometry עבור התנהגות גבוהה של שר.
- (FLT:0) בדיקות דיאלקטריות: 1.10LT:1 התנגדות, התנגדות פני השטח, כוח דיאלקטרי וגורם הניתוק (ASTM D149, D150, D257).
- (ב) ⁇ :0) בדיקה ויזואלית וויזואלית: כפל 1 (המדת מימדים קריטיים, התעלות מסתיימת, והיעדר פגמים כגון ריקות, סדקים או פירוק.
עבור יישומים קריטיים כגון ציוד מוליכים למחצה ורכיבי אוויר, הסמכה חומרי גלם ועקביות רבה הם חיוניים.תהליך אימות פרוטוקולים (IQ / OQ / PQ) לעזור להבטיח כי הציוד פועל בתוך חלון העיבוד שצוין.
מסקנה
ביצועים גבוהים פלואופולמרים הם הכרחיים ביישומים הדורשים התנגדות כימית שאין כמותה, יציבות תרמית וביצועים שאינם מקלים. עיבוד יעיל הוא המפתח לחשיפת הפוטנציאל המלא שלהם, בעוד המאפיינים הייחודיים של חומרים אלה - נטייה גבוהה, רגישות תרמית ואנרגיה על פני השטח - מייצגים אתגרים משמעותיים, שילוב של ציוד מיוחד, בקרה מדויקת, וטכניקות מתקדמות כגון excosity תגובתית, מטבוליזם גבוה, תכונות תעשייתיות, פיתוח עצמיות גבוהה, פיתוח אנושי, הוא יעיל יותר.