Politetrafluoretilen, ili PTFE, vrlo je čest materijal koji se široko koristi u gotovo svakoj većoj industriji.Ovaj ultra-maziv i višenamjenski fluoropolimer dotiče se svih, od zrakoplovne i automobilske industrije (kao izolacijski pokrov na kablovima) do održavanja glazbenih instrumenata (nalazi se u ulju za ventile mesinganih i drvenih puhačkih instrumenata za upotrebu na njihovim pokretnim dijelovima).Vjerojatno najpoznatija upotreba je kao neprianjajuća površina na loncima i tavama.PTFE se može oblikovati u lijevane dijelove;koriste se kao fleksibilni spojevi cijevi, tijela ventila, električni izolatori, ležajevi i zupčanici;i ekstrudiran kao cijev.
Ekstremna kemijska otpornost i kemijska inertnost, kao i lagana, ali snažna svojstva PTFE-a, čine ga vrlo povoljnim u proizvodnji i uporabi medicinskih uređaja.Zbog svog izuzetno niskog koeficijenta trenja (što je matematički način da se kaže da je površina izuzetno skliska),PTFE cijevimože se koristiti za prijenos jakih kemikalija ili medicinskih alata čiju čistoću treba održavati i treba siguran prolaz u tijelo tijekom operacije.PTFE cijev je toliko maziva, elastična i tanka da je savršena za ID katetera za vođenje (unutarnji promjer) gdje alati kao što su stentovi, baloni, uređaji za aterektomiju ili angioplastiku moraju slobodno kliziti kroz njih bez opasnosti od začepljenja ili zapreke.Budući da se ništa ne lijepi za ove stvari, to također može ometati sposobnost bakterija i drugih infektivnih agenasa da prianjaju na cijevi i uzrokuju infekcije stečene u bolnici.
Sva ova nevjerojatna svojstva PTFE-a znače da je gotovo uvijek vezan za nešto drugo.Ako se koristi kao premaz, kao brtva za brtvljenje ili kao cijev s Pebax plaštom i plastičnim spojnim prstenima, vrlo je vjerojatno da mora prianjati na drugi materijal.Možda ste primijetili ono što smo već rekli: ništa se ne lijepi za PTFE.Svojstva koja ovaj materijal čine tako privlačnim tvrtkama za medicinske uređaje također stvaraju izazove u proizvodnji tijekom razvoja i proizvodnje proizvoda.Prianjanje premaza, elastomera i drugih komponenti uređaja na PTFE nevjerojatno je izazovno i zahtijeva strogu kontrolu procesa.
Dakle, kako proizvođači čine ovaj naširoko korišteni materijal koji se ne može lijepiti?I kako znaju da je pravilno tretiran ili pripremljen i da je zapravo spreman za lijepljenje ili premazivanje?
Važnost kemijskog jetkanja PTFE
Da bismo objasnili zašto je potrebno kemijsko jetkanje, potrebno je razumjeti što uzrokuje nedostatak sposobnosti lijepljenja PTFE-a.PTFE se sastoji od vrlo stabilnih kemijskih veza, što mu otežava spajanje s bilo čim drugim, čak i nakratko.
Budući da je PTFE kemijski inertan, što znači da površina ne reagira s kemijskim molekulama s kojima dolazi u kontakt, bilo onima u zraku ili onima na površini drugih materijala, njegovu površinu treba kemijski modificirati kako bi se pričvrstila na kabele, metala ili cijevi na koje se nanosi.
Svako prianjanje je kemijski proces u kojem gornjih 1-5 molekularnih slojeva površine stupa u interakciju s kemikalijama prisutnim u gornjih 1-5 molekularnih slojeva bilo koje površine koja se na nju nanosi.Stoga, površina PTFE-a mora biti kemijski reaktivna za razliku od kemijski inertne kako bi se uspješno vezala.U znanosti o materijalima, površina koja je vrlo reaktivna i željna povezivanja s drugim molekulama naziva se "visokoenergetska površina".Dakle, PTFE treba prebaciti iz "niskoenergetskog" stanja, što je njegovo osnovno stanje, u "visoku energiju", kvalitetu za lijepljenje.
Postoji nekoliko načina za to, uključujući tretman vakuumskom plazmom, a neki kažu da mogu postići površinu koja se može lijepiti na PTFE brušenjem, brušenjem ili korištenjem temeljnih premaza koji su dizajnirani za PVC ili poliolefine.Međutim, najčešća i znanstveno najdokazana metoda je proces koji se zove kemijsko jetkanje.
Jetkanje prekida neke veze ugljik-fluor PTFE-a (koje čine sve fluoropolimere), zapravo mijenjajući kemijske karakteristike ugraviranog područja, pretvarajući ga s inertne površine na onu koja je aktivna i sposobna kemijski djelovati s drugim tvarima .Rezultirajuća površina je manje maziva, ali je sada površina koja se može lijepiti, oblikovati ili lijepiti na druge materijale, kao i na koju se može tiskati ili gravirati.
Jetkanje se izvodi stavljanjem PTFE-a u otopinu natrija, poput uobičajenog Tetra Etch-a.Rezultirajuća kemijska reakcija s površine uklanja molekule fluora iz ugljično-fluorne okosnice fluorpolimera ostavljajući atome ugljika kojima nedostaju elektroni.Svježe urezana površina ima vrlo visoku energiju, a kada je izložena zraku, molekulama kisika, vodenoj pari i vodiku dopušteno je uletjeti kako bi zauzeli mjesto molekula fluora, omogućujući obnovu elektrona.Ovaj proces obnavljanja rezultira reaktivnim filmom molekula na površini koji omogućuje prianjanje.
Jedna od sjajnih stvari kod kemijskog jetkanja je ta da može promijeniti samo nekoliko gornjih molekularnih slojeva i ostaviti ostatak PTFE-a netaknutim sa svim svojim jedinstvenim svojstvima.
Kako provjeriti dosljednost postupka kemijskog jetkanja.
Osnovna svojstva PTFE-a ostaju ista jer kemijsko jetkanje utječe samo na nekoliko gornjih molekularnih slojeva.Međutim, na cijevima može biti smeđe ili žutosmeđe nijanse.Čini se da varijacije boja nisu u korelaciji s tim koliko je površina sposobna za lijepljenje, stoga nemojte koristiti ovu promjenu boje kao pravi pokazatelj koliko je dobro PTFE ugraviran.
Najbolji način da znate da je vaše graviranje stvorilo vrstu površine koju tražite je korištenje metode koju koriste svi profesionalni gravuri: mjerenje kontaktnog kuta vode.Ova tehnika se izvodi taloženjem kapi visoko pročišćene vode na PTFE i mjerenjem kako se ta kap ponaša.Sićušna kapljica će se ili zgrčiti jer je više privlači sama sebi od PTFE-a, ili će se "navlažiti" i spljoštiti uz površinu jer je toliko privlači PTFE.Općenito govoreći, što je uspješnije kemijsko jetkanje - to će kontaktni kut biti niži (to je pad ravniji).Ovo se često naziva testiranjem "močivosti" površine jer, u biti, ako je površina pravilno urezana i kapljica vode se raširi, veći dio površine se smoči.
Slikaiznadprikazuje pogled odozgo prema dolje na kapljicu vode (unutar malog žutog i plavog prstena) na PTFE cijevi prije nego što je urezana. Kao što vidite, rub kapi čini kut od 95 stupnjeva s površinom cijev.
Gornja slika prikazuje sličnu kap vode taloženu na PTFE cijevi nakon što je urezana.Možete reći da se kap raširila dalje po površini cijevi jer su žuti i plavi prsten veći.To znači da padajući rub stvara manji kontaktni kut s površinom cijevi.I kada izmjerimo taj kut s uređajem Surface Analyst, s kojeg su snimljene obje ove slike, vidimo da, da, kut iznosi 38 stupnjeva.Ako to ispunjava naše unaprijed određene zahtjeve za broj koji trebamo postići kako bismo osigurali da se ova cijev može lijepiti, tada smo upravo potvrdili da je površina dovoljno urezana.
Za najučinkovitiju upotrebu testa kontaktnog kuta s vodom, važno je surađivati s Surface Scientistom kako biste razumjeli koji je idealni raspon kuta koji možete postići nakon gravure.To vam omogućuje da izgradite predvidljiv proces spajanja na temelju mjerljive specifikacije.Jer ako znate da morate stvoriti površinu s određenim kontaktnim kutom, onda znate da će, kada to učinite, vaše prianjanje biti uspješno.
Osim toga, kako bi se osigurao učinkovit proces jetkanja, važno je izvršiti mjerenje kontaktnog kuta s vodom prije početka jetkanja.Dobivanje osnovne procjene čistoće omogućuje vam da točno znate koji parametri jetkanja trebaju biti kako bi se ispunili zahtjevi za kontaktnim kutom.
Održavanje vašeg Etch-a
Pravilno skladištenje ugraviranog PTFE-a ključno je za uspješan proces lijepljenja.Skladištenje i inventar je kritična kontrolna točka (CCP).Ovi CCP-ovi su svugdje u cijelom procesu gdje se površina materijala ima priliku promijeniti, na dobro ili na zlo, a možda i nenamjerno.CCP za pohranjivanje ključan je za ugravirani PTFE jer je nedavno kemijski očišćena površina toliko reaktivna da sve s čime dođe u kontakt može promijeniti i pogoršati vaš rad.
Najbolja praksa za pohranjivanje PTFE naknadnog jetkanja je korištenje originalnog pakiranja u kojem je stigao ako se može ponovno zatvoriti.Ako to nije dostupno, onda su vrećice koje blokiraju UV zračenje dobra alternativa.Držite PTFE dalje od zraka i vlage što je više moguće, a prije nego što se pokušate spojiti na njega, svakako izmjerite kontaktni kut kako biste bili sigurni da je zadržao svoju sposobnost lijepljenja.
PTFE je izvanredan materijal s bezbrojnim primjenama, ali da biste izvukli maksimum iz njega, u većini slučajeva mora biti kemijski urezan i zatim zalijepljen.Kako bi se osiguralo da je to dovoljno učinjeno, potrebno je koristiti test koji je osjetljiv na kemijske promjene na površini.Udružite se sa stručnjakom za materijale koji razumije vaš proizvodni proces kako biste optimizirali svoje graviranje i unijeli sigurnost u vaš tijek rada.
Vrijeme objave: 17. srpnja 2023