(див. також специфікації polymer® PTFE та polymer® FEP & PFA) Механічні властивості PTFE низькі порівняно з іншими пластмасами, але його властивості залишаються на корисному рівні в широкому діапазоні температур від -100°F до +400°F (- від 73°C до 204°C).
Типові властивості фторполімерних смол polymer® PTFE
Термостійкість
Температури вище 77°C не сприятливі для компонентів більшості еластомерів і пластмас, тоді як PTFE витримує температуру до 260°C.Навіть при температурі нижче 77°C, якщо поєднуються кислоти, що викликають корозію металів, і органічні розчинники, часто перевагу надають вкладишам і компонентам з PTFE, оскільки еластомери та інші пластмаси часто не мають стійкості до набухання та розм’якшення розчинника.
Хімічна інертність
Під хімічною інертністю ми маємо на увазі, що фторвуглецеві смоли PTFE можуть перебувати в постійному контакті з іншою речовиною без жодної помітної хімічної реакції.Загалом фторвуглецеві смоли PTFE є хімічно інертними.Тим не менш, це твердження, як і всі узагальнення, має бути кваліфікованим, якщо воно хоче бути абсолютно точним.Однак ця кваліфікація не призведе до плутанини, якщо мати на увазі основні факти про поведінку смол PTFE.
Звичайний підсумковий опис різноманітних даних тестування може вводити в оману, оскільки він може об’єднати принципово різні типи «хімічної» поведінки.Щоб опис був зрозумілим, він повинен відрізняти суто хімічні реакції від фізичних дій, таких як поглинання.Опис повинен дозволити користувачеві взяти до уваги взаємозв’язки фізичних і хімічних властивостей, які можуть вплинути на конкретне застосування.
Наприклад, занурення в царську водку не впливає на смоли PTFE.Проте, якщо температура та результуючий тиск цього реагенту стають високими, поглинання компонентів реагенту смолою також збільшиться.Подальші коливання, такі як раптова втрата тиску, можуть завдати фізичної шкоди через розширення парів, поглинених смолою.Отже, очевидно, коли ми говоримо про хімічні властивості PTFE, ми повинні розрізняти суто хімічні реакції, як ми виражаємо в термінах «хімічної сумісності», і фізичні дії, такі як «поглинання» в поєднанні з механічним і термічним навантаженням.
У межах нормальних температур використання політетрафторэтиленові смоли піддаються впливу такої невеликої кількості хімічних речовин, а не в таблиці хімікатів, з якими вони сумісні.Ці реагенти належать до найактивніших окислювачів і відновників.Елементарний натрій при тісному контакті з фторвуглецями видаляє фтор з молекули полімеру.Ця реакція широко використовується в безводних розчинах для травлення поверхонь PTFE, щоб смоли могли бути склеєними.Аналогічно реагують інші лужні метали (калій, літій тощо).
У деяких випадках при рекомендованій граничній робочій температурі 260°C для TFE та PFA та 204°C для FEP повідомлялося про те, що деякі хімічні речовини у високих концентраціях реагують на PTFE.Атака, подібна до травлення натрієм, була спричинена при таких високих температурах 80% NaOH або KOH, гідридами металів, такими як борани (наприклад, B2H6), хлоридом алюмінію, аміаком (NH3), а також певними амінами (R-NH2) та імінами ( R = NH).Крім того, спостерігалася повільна окислювальна атака 70% азотної кислоти під тиском при 250°C.Спеціальне випробування вимагається, коли наближаються такі крайні умови відновлення або окиснення.
поглинання
На відміну від металів, пластик і еластомери поглинають різну кількість матеріалів, з якими вони контактують, особливо органічних рідин.Поглинаюча здатність PTFE є надзвичайно низькою, а хімічна реакція між пластиком та іншими речовинами є рідкістю (за кількома винятками, зазначеними раніше).Однак, коли поглинання поєднується з іншими ефектами, ця властивість може вплинути на експлуатаційну здатність цих смол у певному хімічному середовищі.Наприклад, якщо відбуваються швидкі коливання температури або тиску, можуть виникнути обставини, які завдадуть фізичної шкоди.Ширший діапазон робочих температур для політетрафторэтиленових смол (PTFE) піддає їх цьому виду фізичних пошкоджень частіше, ніж інші пластики.
Для пояснення розглянемо випробування «парового циклу», описане в стандартах ATSM* для футерованих труб.Зразки футерованих труб піддаються дії пари під тиском 0,8 МПа (125 фунтів на квадратний дюйм), що чергується з холодною водою під низьким тиском, що справді викликає дуже серйозні коливання температури та тиску.Це повторюється протягом 100 циклів.Пара створювала градієнт тиску та температури через вкладиш, викликаючи поглинання невеликої кількості пари, яка конденсувалася у воду всередині стінки вкладиша.При скиданні тиску або при повторному введенні пари захоплена вода може розширюватися до пари, спричиняючи оригінальні мікропори.Повторний тиск і термічні цикли розширюють мікропори, зрештою викликаючи видимі наповнені водою пухирі всередині вкладиша.У стандартах ASTM зазначається, що пухирі не впливають негативно на характеристики трубної втулки – товщина хімічного бар’єру залишається незмінною.
Існують корозійні заходи, які зменшують тяжкість утворення пухирів.Теплоізоляція футерованої труби або посудини зменшує температурний градієнт у вкладиші, тим самим часто запобігаючи конденсації та подальшому розширенню поглинених рідин.Це також зменшило швидкість і величину зміни температури, таким чином мінімізуючи утворення пухирів.Таким чином, шляхом зменшення вмісту смоли ізоляція може забезпечити захисний захід у багатьох випадках.Додатковий захист може бути забезпечений за допомогою робочих процедур або пристроїв, які обмежують швидкість зниження тиску процесу або підвищення температури.
Проникнення
Проникнення є фактором, тісно пов'язаним з поглинанням, але також є функцією інших фізичних ефектів, таких як дифузія та температура.За більш ніж 20-річний досвід роботи з трубами з PTFE-футеруванням кількість несправностей, пов’язаних з проникненням корозійної пари з подальшою корозією опорного елемента, була надзвичайно малою.Товщина вкладиша від 1,27 до 6,35 мм, необхідна для фізичної міцності при високих температурах, зменшує проникнення до такого рівня, що зазвичай це незначне значення.Оскільки на проникнення впливає дуже багато змінних, неправильно використовувати лабораторні дані про проникність, отримані з тонкими полімерними плівками, як основу для вибору конкретних фторопластових полімерних футерівок.За кількома винятками, відмінності у проникності фторопласту мало впливають на продуктивність виготовлених трубопроводів і обладнання.Ефективність контролюється в основному дизайном, виготовленням і контролем якості.Отже, головна проблема зазвичай пов’язана з поглинанням, оскільки це властивість, яка найбільше вказує на експлуатаційну здатність фторвуглецевих смол у певному хімічному середовищі.
У необмежених футерівках важливо, щоб простір між вкладишем і опорним елементом вентилювався в атмосферу не тільки для того, щоб дозволити виходу незначної кількості проникних парів, але й для запобігання розширення захопленого повітря від згортання вкладиша.Крім того, ці вентиляційні отвори використовуються для перевірки якості облицьованих труб і як запобіжний пристрій для вказівки витоку в разі пошкодження вкладиша.Зруйнування лайнера часто пояснюють проникненням, тоді як насправді основною причиною є виникнення вакууму в технологічному потоці.Виробники футерованих труб публікують стійкість до вакууму при номінальній температурі для різних розмірів і товщини вкладишів, але іноді необхідно запобігти надмірному вакууму за допомогою конструктивних особливостей і робочих процедур.
Час публікації: 14 лютого 2019 р