מאפייני PTFE (פוליטטרה-פלואורואתילן).

(ראה גם מפרטי polymer® PTFE ו-polymer® FEP & PFA ) התכונות המכניות של PTFE נמוכות בהשוואה לפלסטיקים אחרים, אך תכונותיו נשארות ברמה שימושית בטווח טמפרטורות רחב של -100°F עד +400°F (- 73°C עד 204°C).

מאפיינים אופייניים של פולימר® PTFE פלואורופולימר שרפים

עמידות בטמפרטורה

טמפרטורות מעל 77 מעלות צלזיוס אינן טובות עבור רכיבים של רוב האלסטומרים והפלסטיקים, ואילו PTFE עומד בטמפרטורות גבוהות עד 260 מעלות צלזיוס.אפילו מתחת ל-77 מעלות צלזיוס, אם משולבות חומצות מאכלות למתכות וממיסים אורגניים, ספינות ורכיבים של PTFE מועדפים לעתים קרובות מכיוון שלאלסטומרים ופלסטיקים אחרים אין לעיתים קרובות עמידות בפני התנפחות וריכוך של ממס.

אינרטיות כימית

באינרציות כימית, אנו מתכוונים לכך ששרף PTFE fluorocarbon יכול להיות במגע רציף עם חומר אחר ללא תגובה כימית ניתנת לזיהוי.באופן כללי, שרפי PTFE fluorocarbon הם אינרטיים מבחינה כימית.אף על פי כן, הצהרה זו, כמו כל ההכללות, חייבת להיות מסויגת אם היא תהיה מדויקת לחלוטין.ההסמכה לא תוביל לבלבול, עם זאת, אם יש לזכור את העובדות הבסיסיות לגבי ההתנהגות של שרפי PTFE.

סיכום התיאור הרגיל של נתוני בדיקה שונים עלול להיות מטעה, שכן הוא עלול לקבץ יחד סוגים שונים מהותית של התנהגות "כימית".אם התיאור יהיה ברור, עליו להבחין בין תגובות כימיות למהדרין לבין פעולות פיזיקליות כגון ספיגה.התיאור חייב לאפשר למשתמש לקחת בחשבון את יחסי הגומלין בין התכונות הפיזיקליות והכימיות שעלולות להשפיע על יישום מסוים.

לדוגמה, שרפי PTFE לא יושפעו מטבילה במים.אולם אם הטמפרטורה והלחץ הנובע מכך של מגיב זה הופכים גבוהים, הספיגה של מרכיבי המגיב לתוך השרף תגדל גם היא.תנודות עוקבות, כגון אובדן לחץ פתאומי, עלולות להזיק פיזית עקב התרחבות האדים הנספגים בשרף.ברור, אם כן, כאשר אנו מדברים על התכונות הכימיות של PTFE עלינו להבחין בין תגובות כימיות למהדרין, כפי שביטאנו במונחים של "תאימות כימית" ופעולות פיזיקליות, כגון "ספיגה" בשילוב עם מתח מכני ותרמי.

בטמפרטורות שימוש רגילות, שרפי PTFE מותקפים על ידי כל כך מעט כימיקלים במקום לכלול את הכימיקלים אליהם הם תואמים.מגיבים אלה הם בין המחמצנים והחומרים המפחיתים האלימים ביותר הידועים.נתרן יסודי במגע אינטימי עם פלואורו-פחמנים מסיר פלואור ממולקולת הפולימר.תגובה זו נמצאת בשימוש נרחב בתמיסות מיותרות כדי לחרוט את פני השטח של PTFE כך שניתן יהיה להדביק את השרפים.שאר המתכות האלקליות (אשלגן, ליתיום וכו') מגיבות באופן דומה.

במקרים מסוימים, בטמפרטורת גבול השירות המוצעת של 260 מעלות צלזיוס עבור TFE ו-PFA, ו-204 מעלות צלזיוס עבור FEP, או בסמוך לה, דווחו כימיקלים בודדים בריכוזים גבוהים כתגובתיים כלפי PTFE.התקפה דומה לחריטת הנתרן הופקה בטמפרטורות כה גבוהות על ידי 80% NaOH או KOH, הידרידיות מתכת כגון בורנים (למשל, B2H6), אלומיניום כלוריד, אמוניה (NH3), ואמינים מסוימים (R-NH2) ואימינים ( R = NH).כמו כן, התקפה חמצונית איטית נצפתה על ידי 70% חומצה חנקתית בלחץ ב-250 מעלות צלזיוס.בדיקה מיוחדת נדרשת כאשר מתקרבים למצבי הפחתה או חמצון קיצוניים כאלה.

קְלִיטָה

בניגוד למתכות, פלסטיק ואלסטומרים סופגים כמויות שונות של החומרים שהם יוצרים קשר בהם, במיוחד נוזלים אורגניים.הספיגות ב-PTFE נמוכה בצורה יוצאת דופן, ותגובה כימית בין הפלסטיק לחומרים האחרים היא דבר נדיר (למעט החריגים המועטים שצוינו קודם לכן).עם זאת, כאשר ספיגה משולבת עם השפעות אחרות, תכונה זו יכולה להשפיע על יכולת השירות של שרפים אלה בסביבה כימית מסוימת.לדוגמה, אם מתרחשות תנודות מהירות בטמפרטורה או בלחץ, עלולות להיווצר נסיבות שמזיקות פיזית.טווח טמפרטורות השירות הרחב יותר עבור שרפי PTFE חושף אותם לסוג זה של נזקים פיזיים בתדירות גבוהה יותר מאשר פלסטיק אחר.

לשם הסבר, הבה נבחן את מבחן "מחזור הקיטור" המתואר בתקני ATSM* עבור צינור מרופד.דוגמאות של צינור מרופד נתונות לקיטור של 0.8MPa (125 psi), לסירוגין עם מים קרים בלחץ נמוך, מה שגורם לתנודות תרמיות ולחץ חמורות מאוד.זה חוזר על עצמו במשך 100 מחזורים.קיטור יצר שיפוע לחץ וטמפרטורה דרך הציפוי וגרם לספיגה של כמות קטנה של קיטור שמתעבה למים בתוך דופן הציפוי.בשחרור לחץ, או בהחדרה חוזרת של קיטור, המים הכלואים יכולים להתרחב לאדים ולגרום למיקרו נקבוביות מקורית.הלחץ החוזר והמחזוריות התרמית מגדילים את המיקרו נקבוביות, ובסופו של דבר גורמים לשלפוחיות מלאות מים גלויות בתוך התוחם.תקני ASTM מציינים שהשלפוחיות אינן משפיעות לרעה על ביצועי משטח הצינור - עובי המחסום הכימי עדיין שלם.

ישנם אמצעים קורוזיביים המפחיתים את חומרת השלפוחיות.בידוד תרמי של צינור או כלי מרופדים מפחית את שיפוע הטמפרטורה באוניית, ובכך מונע לעתים קרובות עיבוי והתרחבות של נוזלים נספגים לאחר מכן.זה גם הפחית את המהירות ואת עוצמת השינויים בטמפרטורה, ובכך הפחית את השלפוחיות.לפיכך, על ידי הפחתת השרף, בידוד יכול לספק אמצעי הגנה במקרים רבים.ניתן לספק הגנה נוספת באמצעות נהלי הפעלה או התקנים המגבילים את קצב הפחתת הלחץ בתהליך או עליות הטמפרטורה.

חלחול

חלחול הוא גורם הקשור קשר הדוק לספיגה, אך הוא גם פונקציה של השפעות פיזיקליות אחרות, כגון דיפוזיה וטמפרטורה.במשך למעלה מ-20 שנות ניסיון עם צינור מצופה PTFE, מספר התקלות המיוחסות לחדירת אדים קורוזיביים ואחריו קורוזיה של איבר התמיכה היה מועט להפליא.עובי התוחם של 1.27 עד 6.35 מ"מ הנחוצים לחוזק פיזי בטמפרטורות גבוהות מפחיתים את החדירה עד כדי כך שבדרך כלל מדובר בשיקול שולי.מכיוון שכל כך הרבה משתנים משפיעים על החדירה, זה מטעה להשתמש בנתוני חדירות מעבדה המתקבלים עם סרטי פולימר דקים כבסיס לבחירה של ריפודים ספציפיים של פולימר פלואורופלסטי.למעט יוצאים מן הכלל, להבדלים בחדירות בין פלסטיק פלואורו-פלסטיק יש השפעה מועטה על הביצועים של צנרת וציוד מיוצרים.הביצועים נשלטים בעיקר על ידי עיצוב, ייצור ובקרת איכות.לפיכך, הדאגה העיקרית היא בדרך כלל עם ספיגה, מכיוון שזו התכונה המעידה ביותר על יכולת השירות של שרפי הפחמן הפלואורי בסביבה כימית נתונה.

בבטנות בלתי מוגבלות, חשוב שהחלל בין הציפוי לאיבר התומך יהיה מאוורר לאטמוספירה, לא רק כדי לאפשר בריחה של כמות זעירה של אדים חדירים אלא כדי למנוע התפשטות האוויר הכלוא מקריסת הציפוי.כמו כן, פתחי אוורור אלו משמשים לבדיקת בקרת איכות של צינור מרופד וכאמצעי בטיחות להצביע על דליפה במקרה של נזק לאוניה.התמוטטות הספינות מיוחסת לעתים קרובות לחדירה כאשר למעשה הסיבה העיקרית היא התרחשות ואקום בזרם התהליך.יצרני צינורות מרופדים מפרסמים את העמידות בפני ואקום בטמפרטורה מדורגת של גדלים שונים ועובי הציפוי, אך לפעמים יש צורך למנוע ואקום מוגזם על ידי תכונות עיצוב ונהלי הפעלה.