Proprietăți PTFE (politetrafluoretilenă).

(vezi, de asemenea, Polymer® PTFE și Polymer® FEP & PFA Specificații) Proprietățile mecanice ale PTFE sunt scăzute în comparație cu alte materiale plastice, dar proprietățile sale rămân la un nivel util pe o gamă largă de temperaturi de la -100°F la +400°F (- 73°C până la 204°C).

Proprietăți tipice ale rășinilor fluoropolimer polymer® PTFE

Rezistenta la temperatura

Temperaturile de peste 77°C nu sunt favorabile pentru componentele majorității elastomerilor și materialelor plastice, în timp ce PTFE rezistă la temperaturi de până la 260°C.Chiar și sub 77°C, dacă sunt combinați acizi corozivi pentru metale și solvenți organici, căptușelile și componentele PTFE sunt adesea preferate deoarece elastomerii și alte materiale plastice nu au adesea rezistență la umflarea și înmuierea solventului.

Inerție chimică

Prin inerție chimică, înțelegem că rășinile fluorocarbon PTFE pot fi în contact continuu cu o altă substanță fără a avea loc nicio reacție chimică detectabilă.În general, rășinile fluorocarbon PTFE sunt inerte din punct de vedere chimic.Cu toate acestea, această afirmație, ca toate generalizările, trebuie calificată pentru a fi perfect exactă.Cu toate acestea, calificarea nu va duce la confuzie dacă se ține cont de faptele de bază despre comportamentul rășinilor PTFE.

Rezumatul obișnuit al descrierii diferitelor date de testare poate induce în eroare, deoarece poate aduna în mod fundamental diferite tipuri de comportament „chimic”.Dacă descrierea trebuie să fie clară, trebuie să facă distincția între reacțiile strict chimice și acțiunile fizice, cum ar fi absorbția.Descrierea trebuie să permită utilizatorului să ia în considerare interrelațiile dintre proprietățile fizice și chimice care pot afecta o anumită aplicație.

De exemplu, rășinile PTFE nu vor fi afectate de imersarea în acva regia.Totuși, dacă temperatura și presiunea rezultată a acestui reactiv devin ridicate, va crește și absorbția componentelor reactivului în rășină.Fluctuațiile ulterioare, cum ar fi pierderea bruscă de presiune, pot fi apoi dăunătoare fizic din cauza expansiunii vaporilor absorbiți în rășină.Evident, atunci când vorbim despre proprietățile chimice ale PTFE trebuie să facem distincție între reacțiile strict chimice, așa cum am exprimat în termeni de „compatibilitate chimică” și acțiuni fizice, precum „absorbția” combinată cu stresul mecanic și termic.

În cadrul temperaturilor normale de utilizare, rășinile PTFE sunt atacate de atât de puține substanțe chimice, mai degrabă decât să tabulare substanțele chimice cu care sunt compatibile.Acești reactanți sunt printre cei mai violenți oxidanți și agenți reducători cunoscuți.Sodiul elementar în contact intim cu fluorocarburile elimină fluorul din molecula de polimer.Această reacție este utilizată pe scară largă în soluții anhidre pentru a grava suprafețele de PTFE, astfel încât rășinile să poată fi lipite cu adeziv.Celelalte metale alcaline (potasiu, litiu etc.) reacţionează similar.

În unele cazuri, la sau aproape de temperatura limită de serviciu sugerată de 260°C pentru TFE și PFA și 204°C pentru FEP, câteva substanțe chimice la concentrații mari au fost raportate reactive față de PTFE.Atacul similar cu gravarea cu sodiu a fost produs la temperaturi atât de ridicate de 80% NaOH sau KOH, hidruri metalice precum borani (de exemplu, B2H6), clorură de aluminiu, amoniac (NH3) și anumite amine (R-NH2) și imine ( R = NH).De asemenea, s-a observat un atac oxidativ lent de acid azotic 70% sub presiune la 250°C.Este necesară testarea specială atunci când se abordează astfel de condiții extreme de reducere sau oxidare.

Absorbţie

Spre deosebire de metale, plasticul și elastomerii absorb cantități variate din materialele pe care le contactează, în special lichidele organice.Absorbțiile în PTFE sunt neobișnuit de scăzute, iar o reacție chimică între plastic și celelalte substanțe este o raritate (cu puținele excepții menționate anterior).Cu toate acestea, atunci când absorbția este combinată cu alte efecte, această proprietate poate influența funcționalitatea acestor rășini într-un anumit mediu chimic.De exemplu, dacă apar fluctuații rapide de temperatură sau presiune, pot fi create circumstanțe care sunt dăunătoare fizic.Intervalul mai larg de temperatură de serviciu pentru rășinile PTFE le expune la acest tip de daune fizice mai frecvent decât alte materiale plastice.

Cu titlu de explicație, să luăm în considerare testul „ciclului de abur” descris în standardele ATSM* pentru conducta căptușită.Probele de țeavă căptușită sunt supuse la abur de 0,8 MPa (125 psi), alternând cu apă rece de joasă presiune, provocând într-adevăr fluctuații termice și de presiune foarte severe.Acest lucru se repetă timp de 100 de cicluri.Aburul a creat un gradient de presiune și temperatură prin căptușeală, provocând absorbția unei cantități mici de abur care se condensează în apă în peretele căptușelii.La eliberarea presiunii sau la reintroducerea aburului, apa prinsă se poate extinde la vapori, cauzând un micropor original.Presiunea repetată și ciclul termic mărește micro-porii, provocând în cele din urmă vezicule vizibile pline de apă în interiorul căptușelii.Standardele ASTM notează că blisterele nu afectează negativ performanța căptușelii conductei - grosimea barierei chimice este încă intactă.

Există măsuri corozive care reduc severitatea veziculelor.Izolarea termică a unei țevi sau a unui vas căptușit reduce gradientul de temperatură în căptușeală, prevenind astfel adesea condensul și expansiunea ulterioară a fluidelor absorbite.De asemenea, a redus viteza și amploarea schimbărilor de temperatură, minimizând astfel formarea de vezicule.Astfel, prin reducerea rășinii, izolația poate oferi o măsură de protecție în multe cazuri.Protecție suplimentară poate fi asigurată prin utilizarea procedurilor de operare sau a dispozitivelor care limitează rata reducerilor de presiune în proces sau creșterile de temperatură.

Permeabilitatea

Permeația este un factor strâns legat de absorbție, dar este și o funcție a altor efecte fizice, cum ar fi difuzia și temperatura.În cei peste 20 de ani de experiență cu țevi căptușite cu PTFE, numărul defecțiunilor atribuite pătrunderii vaporilor corozivi urmată de coroziunea elementului suport a fost remarcabil de puține.Grosimile căptușelii de 1,27 până la 6,35 mm necesare pentru rezistența fizică la temperaturi ridicate reduc pătrunderea până la punctul în care este în mod normal o considerație minoră.Deoarece atât de multe variabile afectează permeabilitatea, este înșelător să se utilizeze datele de permeabilitate de laborator obținute cu pelicule subțiri de polimer ca bază pentru selecția unor căptușeli specifice de polimer fluoroplastic.Cu puține excepții, diferențele de permeabilitate între fluoroplasticele au puțină influență asupra performanței conductelor și echipamentelor fabricate.Performanța este controlată în primul rând prin proiectare, fabricație și controlul calității.Prin urmare, preocuparea principală este de obicei cu absorbția, deoarece aceasta este proprietatea cea mai indicativă a funcționalității rășinilor fluorocarbonice într-un mediu chimic dat.

În căptușelile nelimitate, este important ca spațiul dintre căptușeală și elementul de susținere să fie aerisit în atmosferă, nu numai pentru a permite scăparea unei cantități minime de vapori permeanți, ci și pentru a preveni expansiunea aerului prins de la prăbușirea căptușelii.De asemenea, aceste orificii de aerisire sunt utilizate pentru testarea controlului calității conductei căptușite și ca dispozitiv de siguranță pentru a indica scurgerile în cazul deteriorării căptușelii.Prăbușirea căptușelii este adesea atribuită permeației, când de fapt cauza principală este apariția vidului în fluxul de proces.Producătorii de țevi căptușite publică rezistența la vid la temperatura nominală a diferitelor dimensiuni și grosimi ale căptușelii, dar uneori este necesar să se prevină vidul excesiv prin caracteristici de proiectare și proceduri de operare.