(viz také specifikace polymer® PTFE a polymer® FEP & PFA) Mechanické vlastnosti PTFE jsou ve srovnání s jinými plasty nízké, ale jeho vlastnosti zůstávají na užitečné úrovni v širokém teplotním rozsahu od -100 °F do +400 °F (- 73 °C až 204 °C).
Typické vlastnosti fluoropolymerových pryskyřic polymer® PTFE
Teplotní odolnost
Teploty nad 77 °C nejsou příznivé pro součásti většiny elastomerů a plastů, zatímco PTFE odolává teplotám až 260 °C.Dokonce i pod 77 °C, pokud se kombinují kyseliny korozivní pro kovy a organická rozpouštědla, jsou často preferovány vložky a komponenty z PTFE, protože elastomery a jiné plasty často postrádají odolnost vůči bobtnání a měknutí rozpouštědla.
Chemická inertnost
Chemickou inertností rozumíme, že fluorokarbonové pryskyřice PTFE mohou být v nepřetržitém kontaktu s jinou látkou, aniž by došlo k žádné detekovatelné chemické reakci.Fluorouhlovodíkové pryskyřice PTFE jsou obecně chemicky inertní.Nicméně toto tvrzení, stejně jako všechna zobecnění, musí být kvalifikováno, má-li být dokonale přesné.Kvalifikace však nepovede k nejasnostem, pokud si však uvědomíme základní fakta o chování PTFE pryskyřic.
Obvyklý popis souhrnu různých testovacích dat může být zavádějící, protože může hromadit dohromady zásadně odlišné typy „chemického“ chování.Pokud má být popis jasný, musí rozlišovat mezi přísně chemickými reakcemi a fyzikálními akcemi, jako je absorpce.Popis musí uživateli umožnit vzít v úvahu vzájemné vztahy fyzikálních a chemických vlastností, které mohou ovlivnit konkrétní aplikaci.
Například PTFE pryskyřice nebudou ovlivněny ponořením do aqua regia.Pokud se však teplota a výsledný tlak tohoto činidla zvýší, absorpce složek činidla do pryskyřice se také zvýší.Následné výkyvy, jako je náhlá ztráta tlaku, pak mohou být fyzicky škodlivé v důsledku expanze par absorbovaných v pryskyřici.Je zřejmé, že když mluvíme o chemických vlastnostech PTFE, musíme rozlišovat mezi přísně chemickými reakcemi, jak jsme to vyjádřili v termínech „chemická kompatibilita“ a fyzikálními účinky, jako je „absorpce“ kombinovaná s mechanickým a tepelným namáháním.
Při normálních teplotách použití jsou PTFE pryskyřice napadány tak malým množstvím chemikálií, než abychom analyzovali chemikálie, se kterými jsou kompatibilní.Tyto reaktanty patří mezi nejnásilnější známá oxidační a redukční činidla.Elementární sodík v těsném kontaktu s fluorovanými uhlovodíky odstraňuje fluor z molekuly polymeru.Tato reakce je široce používána v bezvodých roztocích k leptání povrchů PTFE, takže pryskyřice lze lepit.Ostatní alkalické kovy (draslík, lithium atd.) reagují podobně.
V některých případech při doporučené provozní teplotě 260 °C pro TFE a PFA nebo blízko ní a 204 °C pro FEP bylo hlášeno, že některé chemikálie ve vysokých koncentracích reagují na PTFE.Útok podobný sodíkovému leptání byl vyvolán při tak vysokých teplotách 80% NaOH nebo KOH, hydridy kovů, jako jsou borany (např. B2H6), chlorid hlinitý, amoniak (NH3) a některé aminy (R-NH2) a iminy ( R = NH).Také byl pozorován pomalý oxidační útok 70% kyseliny dusičné pod tlakem při 250 °C.Při přiblížení se k takovým extrémům redukčních nebo oxidačních podmínek je vyžadováno speciální testování.
Vstřebávání
Na rozdíl od kovů absorbují plasty a elastomery různá množství materiálů, se kterými přicházejí do styku, zejména organické kapaliny.Nasákavost v PTFE je neobvykle nízká a chemická reakce mezi plastem a ostatními látkami je raritou (až na několik výjimek uvedených výše).Pokud je však absorpce kombinována s dalšími vlivy, může tato vlastnost ovlivnit použitelnost těchto pryskyřic v konkrétním chemickém prostředí.Pokud například dojde k rychlým výkyvům teploty nebo tlaku, mohou nastat okolnosti, které jsou fyzicky škodlivé.Širší rozsah provozních teplot pro PTFE pryskyřice je vystavuje tomuto typu fyzického poškození častěji než jiné plasty.
Pro vysvětlení uvažujme test „parního cyklu“ popsaný v normách ATSM* pro vložkované potrubí.Vzorky vložkovaného potrubí jsou vystaveny působení páry 0,8 MPa (125 psi) střídavě s nízkotlakou studenou vodou, což skutečně způsobuje velmi vážné teplotní a tlakové výkyvy.Toto se opakuje po 100 cyklů.Pára vytvořila tlakový a teplotní gradient skrz vložku, což způsobilo absorpci malého množství páry, která kondenzuje na vodu ve stěně vložky.Při uvolnění tlaku nebo při opětovném zavedení páry se zachycená voda může rozšířit na páru a vytvořit původní mikropóry.Opakované tlakové a tepelné cykly zvětšují mikropóry, což v konečném důsledku způsobuje viditelné vodou naplněné puchýře uvnitř vložky.Normy ASTM poznamenávají, že puchýře neovlivňují nepříznivě výkon vložky potrubí – tloušťka chemické bariéry je stále nedotčená.
Existují korozívní opatření, která snižují závažnost puchýřů.Tepelná izolace vložkované trubky nebo nádoby snižuje teplotní spád ve vložce, čímž často zabraňuje kondenzaci a následné expanzi absorbovaných tekutin.Také to snížilo rychlost a velikost teplotních změn, čímž minimalizovalo tvorbu puchýřů.Redukcí pryskyřice tedy může izolace v mnoha případech poskytnout ochranné opatření.Další ochranu lze zajistit použitím provozních postupů nebo zařízení, která omezují rychlost snižování procesního tlaku nebo zvyšování teploty.
Prostupnost
Permeace je faktor úzce související s absorpcí, ale je také funkcí jiných fyzikálních efektů, jako je difúze a teplota.Za více než 20 let zkušeností s potrubím vyloženým PTFE byl počet poruch připisovaných pronikání korozivních par následované korozí nosného členu pozoruhodně nízký.Tloušťka vložky 1,27 až 6,35 mm nezbytná pro fyzickou pevnost při vysokých teplotách snižuje propustnost do té míry, že je to obvykle méně důležité.Protože permeaci ovlivňuje tolik proměnných, je zavádějící používat laboratorní data propustnosti získaná s tenkými polymerními fóliemi jako základ pro výběr specifických fluoroplastických polymerních obložení.Až na několik výjimek mají rozdíly v propustnosti mezi fluoroplasty malý vliv na výkon vyrobeného potrubí a zařízení.Výkon je řízen především konstrukcí, výrobou a kontrolou kvality.Primární zájem je tedy obvykle s absorpcí, protože to je vlastnost nejvíce vypovídající o použitelnosti fluorouhlovodíkových pryskyřic v daném chemickém prostředí.
U neohraničených obložení je důležité, aby prostor mezi vložkou a nosným členem byl odvětráván do atmosféry, a to nejen pro umožnění úniku nepatrného množství permeabilních par, ale také pro zabránění expanzi zachyceného vzduchu při zborcení vložky.Tyto průduchy se také používají pro testování kontroly kvality vložkovaného potrubí a jako bezpečnostní zařízení pro indikaci netěsnosti v případě poškození vložky.Zhroucení vložky je často připisováno permeaci, přičemž ve skutečnosti je primární příčinou výskyt vakua v procesním proudu.Výrobci vložkovaných trubek zveřejňují odolnost vůči vakuu při jmenovité teplotě jejich různých velikostí a tlouštěk vložky, ale někdy je nutné zabránit nadměrnému vakuu konstrukčními prvky a provozními postupy.
Čas odeslání: 14. února 2019