(вижте също спецификациите на polymer® PTFE и polymer® FEP & PFA) Механичните свойства на PTFE са ниски в сравнение с други пластмаси, но свойствата му остават на полезно ниво в широк температурен диапазон от -100°F до +400°F (- 73°C до 204°C).
Типични свойства на polymer® PTFE флуорополимерни смоли
Температурна устойчивост
Температури над 77°C не са благоприятни за компонентите на повечето еластомери и пластмаси, докато PTFE издържа на температури до 260°C.Дори под 77°C, ако се комбинират киселини, корозивни за метали и органични разтворители, често се предпочитат облицовки и компоненти от PTFE, тъй като еластомерите и другите пластмаси често нямат устойчивост на набъбване и омекване от разтворителя.
Химическа инертност
Под химическа инертност имаме предвид, че PTFE флуоровъглеводородни смоли могат да бъдат в непрекъснат контакт с друго вещество, без да протича забележима химическа реакция.Като цяло PTFE флуоровъглеродните смоли са химически инертни.Въпреки това, това твърдение, както всички обобщения, трябва да бъде квалифицирано, ако искаме да бъде напълно точно.Квалификацията обаче няма да доведе до объркване, ако се имат предвид основните факти за поведението на PTFE смолите.
Обичайното обобщение на описанието на различни данни от тестове може да бъде подвеждащо, тъй като може да обедини фундаментално различни видове „химическо“ поведение.Ако описанието трябва да бъде ясно, то трябва да прави разлика между строго химични реакции и физически действия като абсорбция.Описанието трябва да позволява на потребителя да вземе предвид взаимовръзките на физичните и химичните свойства, които могат да повлияят на конкретно приложение.
Например, PTFE смолите няма да бъдат засегнати от потапяне в царска вода.Но ако температурата и произтичащото от това налягане на този реагент станат високи, абсорбцията на компонентите на реагента в смолата също ще се увеличи.Последващите колебания, като внезапна загуба на налягане, могат да бъдат физически увреждащи поради разширяване на парите, абсорбирани в смолата.Очевидно тогава, когато говорим за химичните свойства на PTFE, трябва да правим разлика между строго химични реакции, както се изразихме по отношение на „химическа съвместимост“ и физически действия, като „абсорбция“, комбинирана с механичен и термичен стрес.
При нормални температури на употреба, PTFE смолите се атакуват от толкова малко химикали, вместо да се представят в таблица химикалите, с които са съвместими.Тези реагенти са сред най-силните познати окислители и редуциращи агенти.Елементарният натрий в непосредствен контакт с флуоровъглеводородите премахва флуора от полимерната молекула.Тази реакция се използва широко в безводни разтвори за ецване на повърхностите на PTFE, така че смолите да могат да бъдат залепени.Другите алкални метали (калий, литий и др.) реагират по подобен начин.
В някои случаи при или близо до предложената експлоатационна гранична температура от 260°C за TFE & PFA и 204°C за FEP, се съобщава за няколко химикала във високи концентрации, реагиращи на PTFE.Атака, подобна на натриевото ецване, се получава при такива високи температури от 80% NaOH или KOH, метални хидриди като борани (напр. B2H6), алуминиев хлорид, амоняк (NH3) и някои амини (R-NH2) и имини ( R = NH).Също така, бавна окислителна атака е наблюдавана от 70% азотна киселина под налягане при 250°C.Необходими са специални изпитвания, когато се приближат такива екстремни условия на редуциране или окисление.
Абсорбция
За разлика от металите, пластмасата и еластомерите абсорбират различни количества от материалите, с които контактуват, особено органичните течности.Поглъщаемостта на PTFE е необичайно ниска и химическата реакция между пластмасата и другите вещества е рядкост (с малкото изключения, отбелязани по-рано).Въпреки това, когато абсорбцията се комбинира с други ефекти, това свойство може да повлияе на експлоатационната годност на тези смоли в определена химическа среда.Например, ако възникнат бързи колебания в температурата или налягането, могат да се създадат обстоятелства, които са физически увреждащи.По-широкият температурен диапазон на работа за PTFE смоли ги излага на този вид физическо увреждане по-често, отколкото другите пластмаси.
Като обяснение, нека разгледаме теста за „парен цикъл“, описан в стандартите ATSM* за облицована тръба.Проби от облицована тръба се подлагат на пара от 0,8 MPa (125 psi), редуваща се със студена вода под ниско налягане, което наистина причинява много сериозни температурни колебания и колебания на налягането.Това се повтаря за 100 цикъла.Парата създаде градиент на налягането и температурата през обшивката, причинявайки абсорбиране на малко количество пара, която кондензира до вода в стената на обвивката.При освобождаване на налягането или при повторно въвеждане на пара, уловената вода може да се разшири до пара, причинявайки оригинална микропора.Повтарящият се натиск и термични цикли разширяват микропорите, като в крайна сметка причиняват видими пълни с вода мехури в подложката.Стандартите на ASTM отбелязват, че блистерите не влияят неблагоприятно на работата на облицовката на тръбата – дебелината на химическата бариера все още е непокътната.
Има корозивни мерки, които намаляват тежестта на образуването на мехури.Термичната изолация на облицована тръба или съд намалява температурния градиент в обвивката, като по този начин често предотвратява кондензацията и последващото разширяване на абсорбираните течности.Той също така намалява скоростта и големината на температурните промени, като по този начин минимизира образуването на мехури.По този начин, чрез намаляване на смолата, изолацията може да осигури защитна мярка в много случаи.Допълнителна защита може да бъде осигурена чрез използване на работни процедури или устройства, които ограничават скоростта на намаляване на налягането при процеса или повишаване на температурата.
Проникване
Проникването е фактор, тясно свързан с абсорбцията, но е и функция на други физически ефекти, като дифузия и температура.При повече от 20 години опит с облицовани с PTFE тръби броят на повреди, дължащи се на проникване на корозивни пари, последвано от корозия на опорния елемент, е забележително малък.Дебелините на облицовката от 1,27 до 6,35 mm, необходими за физическата здравина при високи температури, намаляват проникването до степен, че обикновено е незначително съображение.Тъй като толкова много променливи влияят на проникването, е подвеждащо да се използват лабораторни данни за пропускливост, получени с тънки полимерни филми, като основа за избор на специфични флуоропластични полимерни облицовки.С малки изключения, разликите в пропускливостта между флуоропластите имат малко отношение към работата на изработените тръбопроводи и оборудване.Ефективността се контролира предимно от дизайна, производството и контрола на качеството.Следователно, основната грижа обикновено е свързана с абсорбцията, тъй като това е свойството, което е най-показателно за годността на флуоровъглеродните смоли в дадена химическа среда.
При неограничени облицовки е важно пространството между обвивката и опорния елемент да бъде вентилирано в атмосферата, не само за да позволи изтичането на малко количество пропускливи изпарения, но и за да се предотврати разширяването на уловения въздух от свиване на облицовката.Освен това тези вентилационни отвори се използват за изпитване за контрол на качеството на облицована тръба и като предпазно устройство за индикация на теч в случай на повреда на обвивката.Срутването на обвивката често се приписва на проникване, когато всъщност основната причина е появата на вакуум в потока на процеса.Производителите на облицовани тръби публикуват съпротивлението на вакуум при номинална температура на техните различни размери и дебелини на облицовката, но понякога е необходимо да се предотврати прекомерният вакуум чрез конструктивни характеристики и работни процедури.
Време на публикуване: 14 февруари 2019 г