Polütetrafluoroetüleen ehk PTFE on väga levinud materjal, mida kasutatakse laialdaselt peaaegu kõigis suuremates tööstusharudes.See ülimääre ja mitmeotstarbeline fluoropolümeer puudutab kõiki alates lennundusest ja autotööstusest (kaablite isolatsioonikattena) kuni muusikariistade hoolduseni (seda leidub klapiõli messing- ja puupuhkpillides, mida kasutatakse nende liikuvate osade jaoks).Selle ilmselt kõige kuulsam kasutusala on pottide ja pannide mittenakkuva pinnana.PTFE-st saab vormida vormitud osadeks;kasutatakse painduvate toruliidete, klapikorpuste, elektriisolaatorite, laagrite ja hammasratastena;ja pressitakse välja torudena.
PTFE äärmine keemiline vastupidavus ja keemiline inertsus, samuti kerged, kuid tugevad omadused muudavad selle meditsiiniseadmete valmistamisel ja kasutamisel väga kasulikuks.Tänu oma erakordselt madalale hõõrdetegurile (mis on matemaatiline viis öelda, et pind on märkimisväärselt libe),PTFE torudsaab kasutada karmide kemikaalide või meditsiiniliste tööriistade ülekandmiseks, mille puhtust on vaja säilitada ja mis vajavad operatsiooni ajal ohutut läbimist kehasse.PTFE-torud on nii libedad, elastsed ja õhukesed, et sobivad suurepäraselt juhtkateetri ID-ks (siseläbimõõt), kus sellised tööriistad nagu stendid, õhupallid, aterektoomia või angioplastika seadmed peavad vabalt läbi libisema, ilma et tekiks tõrkeid või takistusi.Kuna selle kraami külge ei kleepu midagi, võib see häirida ka bakterite ja muude nakkusetekitajate võimet kleepuda torudele ning põhjustada haiglainfektsioone.
Kõik need PTFE uskumatud omadused tähendavad, et see on peaaegu alati seotud millegi muuga.Kui seda kasutatakse kattekihina, tihendustihendina või Pebaxi ümbriste ja plastikust ühendustorudega toruna, peab see suure tõenäosusega kleepuma mõne muu materjaliga.Võib-olla olete märganud seda, mida me juba ütlesime: PTFE külge ei kleepu midagi.Omadused, mis muudavad selle materjali meditsiiniseadmete ettevõtetele nii atraktiivseks, tekitavad tootearenduse ja tootmise käigus ka tootmisprobleeme.Kattekihtide, elastomeeride ja muude seadmekomponentide saamine PTFE-le kleepumiseks on uskumatult keeruline ja nõuab ranget protsessikontrolli.
Niisiis, kuidas tootjad muudavad selle laialdaselt kasutatava, mittesiduva materjali liimitavaks?Ja kuidas nad teavad, et seda on korralikult töödeldud või ette valmistatud ja kas see on tegelikult valmis liimimiseks või katmiseks?
PTFE keemilise söövitamise tähtsus
Et selgitada, miks on vaja keemilist söövitamist, on vaja mõista, mis põhjustab PTFE puudulikku siduvust.PTFE koosneb väga stabiilsetest keemilistest sidemetest, mis raskendavad selle liitumist millegi muuga isegi lühiajaliselt.
Kuna PTFE on keemiliselt inertne, st pind ei reageeri ühegi keemilise molekuliga, millega see kokku puutub, ei õhus või muude materjalide pinnal olevate molekulidega, tuleb selle pinda keemiliselt modifitseerida, et kaabli külge kinnitada. metallid või torud, millele seda rakendatakse.
Kogu adhesioon on keemiline protsess, mille käigus pinna 1–5 ülemist molekulaarset kihti interakteeruvad kemikaalidega, mis asuvad mis tahes pinnale kantud pinna 1–5 ülemises molekulaarses kihis.Seetõttu tuleb edukaks sidumiseks muuta PTFE pind keemiliselt reaktiivseks, mitte keemiliselt inertseks.Materjaliteaduses nimetatakse pinda, mis on väga reaktiivne ja soovib teiste molekulidega siduda, "kõrge energiaga pinnaks".Seega tuleb PTFE viia "madala energiaga" olekust, mis on selle lähteseisund, "kõrge energiaga" sidumiskvaliteediks.
Selleks on mõned viisid, sealhulgas vaakumplasmatöötlus, ja mõned väidavad, et saavad PTFE-le liimitava pinna lihvimise, lihvimise või PVC või polüolefiinide jaoks mõeldud kruntvärvide kasutamisega.Kõige tavalisem ja teaduslikult tõestatud meetod on aga protsess, mida nimetatakse keemiliseks söövitamiseks.
Söövitamine lõhub osa PTFE süsinik-fluori sidemeid (mis moodustavad kõik fluoropolümeerid), muutes söövitatud ala keemilisi omadusi, viies selle inertselt pinnalt aktiivseks ja võimeline teiste ainetega keemiliselt interakteeruma. .Saadud pind on vähem määrdevõimeline, kuid nüüd on see pind, mida saab liimida, vormida või liimida muude materjalidega, samuti võimaldab seda trükkida või graveerida.
Söövitamiseks asetatakse PTFE naatriumilahusesse, nagu tavaliselt kasutatav Tetra Etch.Tekkiv keemiline reaktsioon pinnaga eemaldab fluori molekulid fluoropolümeeri süsinik-fluori karkassist, jättes järele süsinikuaatomid, millel on elektrondefitsiit.Värskelt söövitatud pinnal on väga kõrge energia ja kui see puutub kokku õhuga, lastakse hapniku molekulidel, veeaurudel ja vesinikul fluorimolekulide asemele lennata, võimaldades elektronide taastumist.Selle taastamisprotsessi tulemusena tekib pinnale reaktiivne molekulidest koosnev kile, mis võimaldab adhesiooni.
Üks suurepäraseid asju keemilise söövitamise juures on see, et see suudab muuta vaid paar ülemist molekulikihti ja jätta ülejäänud PTFE puutumatuks kõigi selle ainulaadsete omadustega.
Kuidas kontrollida keemilise söövitusprotsessi järjepidevust.
PTFE põhiomadused jäävad samaks, kuna keemiline söövitus mõjutab ainult mõnda ülemist molekulikihti.Torustik võib siiski olla pruunika või pruunika varjundiga.Näib, et värvimuutus ei ole seotud pinna liimitavusega, seega ärge kasutage seda värvimuutust tõelise viitena PTFE söövitamise kvaliteedile.
Parim viis teada saada, et teie söövitusega on loodud soovitud pind, on kasutada meetodit, mida kõik professionaalsed söövitajad kasutavad: veekontakti nurga mõõtmine.Seda tehnikat tehakse nii, et PTFE-le kantakse tilk kõrgelt puhastatud vett ja mõõdetakse, kuidas see tilk käitub.Pisike tilk kas kerkib üles, kuna see tõmbab enda poole rohkem kui PTFE, või "märgub" ja tasandub vastu pinda, kuna see on nii PTFE poole tõmbunud.Üldiselt võib öelda, et mida edukam on keemiline söövitus - seda väiksem on kontaktnurk (seda lamedam on tilk).Seda nimetatakse sageli pinna "märgutavuse" testimiseks, sest sisuliselt kui pind on korralikult söövitatud ja veetilk laiali valgub, saab suurem osa pinnast märjaks.
Pilteespoolnäitab ülalt-alla vaadet veetilgast (väikese kollase ja sinise rõnga sees) PTFE-torustikus enne selle söövitamist. Nagu näete, moodustab tilga serv 95-kraadise nurga PTFE-toru pinnaga. toru.
Ülaltoodud pildil on sarnane veetilk, mis on pärast söövitamist PTFE-torule sadestunud.Näete, et tilk on toru pinnale kaugemale levinud, kuna kollane ja sinine rõngas on suurem.See tähendab, et langev serv loob toru pinnaga madalama kontaktnurga.Ja kui mõõta seda nurka Surface Analysti seadmega, millest mõlemad pildid tehti, näeme, et jah, nurk on 38 kraadi.Kui see vastab meie etteantud nõuetele arvu kohta, mida peame tabama, et tagada selle toru liimitavus, siis oleme just kinnitanud, et pind on piisavalt söövitatud.
Veekontakti nurga testi kõige tõhusamaks kasutamiseks on oluline teha koostööd Surface Scientistiga, et mõista, milline on ideaalne nurgavahemik, mida pärast söövitamist saavutada.See võimaldab teil kvantifitseeritava spetsifikatsiooni alusel luua prognoositava sidumisprotsessi.Sest kui teate, et peate looma kindla kontaktnurgaga pinna, siis teate, et seda tehes on teie nakkumine edukas.
Lisaks on tõhusa söövitusprotsessi tagamiseks oluline enne söövitamist mõõta vee kontaktnurka.Puhtuse baashinnangu saamine võimaldab teil täpselt teada, millised peavad olema söövituse parameetrid, et saavutada teie kontaktnurga nõuded.
Etchi säilitamine
Söövitatud PTFE nõuetekohane ladustamine on eduka nakkumisprotsessi jaoks hädavajalik.Hoiustamine ja inventar on kriitiline kontrollpunkt (CCP).Need CCP-d on kogu protsessis kõikjal, kus materjali pinnal on võimalus kas heaks või halvaks muutuda ja võib-olla ka tahtmatult.Säilitus-CCP on söövitatud PTFE jaoks ülioluline, kuna äsja keemiliselt puhastatud pind on nii reaktsioonivõimeline, et kõik, millega see kokku puutub, võib teie tööd muuta ja halvendada.
PTFE söövitusjärgse säilitamise parim tava on kasutada originaalpakendit, milles see saabus, kui see on uuesti suletav.Kui see pole saadaval, on UV-kiirgust blokeerivad kotid hea alternatiiv.Hoidke PTFE õhust ja niiskusest nii palju kui võimalik eemal ning enne sellega ühendamist mõõtke kindlasti kontaktnurka, et veenduda, et see on säilitanud oma sideme.
PTFE on erakordne materjal, millel on palju rakendusi, kuid sellest maksimumi saamiseks tuleb see enamikul juhtudel keemiliselt söövitada ja seejärel liimida.Selle piisava teostamise tagamiseks tuleb kasutada testi, mis on tundlik pinnal toimuvate keemiliste muutuste suhtes.Tehke koostööd materjalieksperdiga, kes mõistab teie tootmisprotsessi, et optimeerida söövitust ja sisendada teie töövoogu kindlust.
Postitusaeg: 17. juuli 2023