A politetrafluor-etilén vagy PTFE egy nagyon elterjedt anyag, amelyet szinte minden nagyobb iparágban széles körben használnak.Ez az ultra-kenő és sokoldalú fluorpolimer mindenkit érint a repülőgépipartól és az autóipartól (a kábelezés szigetelő burkolataként) a hangszer-karbantartásig (megtalálható a szelepolaj réz- és fafúvós hangszerekben a mozgó részeiken való használatra).Valószínűleg leghíresebb felhasználása tapadásmentes felületként használatos edényeken és serpenyőkön.A PTFE öntött alkatrészekké alakítható;rugalmas csőkötésként, szeleptestként, elektromos szigetelőként, csapágyként és fogaskerekként használják;és csőként extrudálják.
A PTFE rendkívüli vegyszerállósága és kémiai tehetetlensége, valamint könnyű, de erős tulajdonságai rendkívül előnyössé teszik az orvosi eszközök gyártásában és használatában.Rendkívül alacsony súrlódási együtthatója miatt (amely matematikai módon azt jelenti, hogy a felület rendkívül csúszós),PTFE csődurva vegyszerek vagy orvosi eszközök átvitelére használható, amelyek tisztaságát meg kell őrizni, és a műtét során biztonságosan be kell jutni a szervezetbe.A PTFE cső annyira kenős, rugalmas és vékony, hogy tökéletes a vezetőkatéter azonosítójához (belső átmérőjű), ahol az olyan eszközöknek, mint a sztentek, ballonok, atherectomiás vagy angioplasztikai eszközök, szabadon kell átcsúszniuk, anélkül, hogy elakadnának vagy akadályoznák.Mivel semmi sem tapad ehhez a cucchoz, megzavarhatja a baktériumok és más fertőző ágensek azon képességét, hogy a csövekhez tapadjanak, és kórházi fertőzéseket okozhatnak.
A PTFE mindezen hihetetlen tulajdonságai azt jelentik, hogy szinte mindig valami máshoz kötődik.Ha bevonatként, tömítő tömítésként vagy Pebax köpenyekkel és műanyag csatlakozóhüvelyekkel ellátott csőként használják, akkor nagy valószínűséggel más anyaghoz kell ragasztani.Talán észrevette, amit már mondtunk: semmi sem tapad a PTFE-hez.Azok a tulajdonságok, amelyek ezt az anyagot annyira vonzóvá teszik az orvostechnikai eszközöket gyártó cégek számára, szintén gyártási kihívásokat okoznak a termékfejlesztés és gyártás során.A bevonatok, elasztomerek és egyéb eszközelemek PTFE-hez való hozzátapadása hihetetlenül nagy kihívást jelent, és szigorú folyamatellenőrzést igényel.
Tehát hogyan teszik a gyártók ezt a széles körben használt, nem ragasztható anyagot ragaszthatóvá?És honnan tudják, hogy megfelelően kezelték vagy előkészítették, és valóban készen áll a ragasztásra vagy bevonásra?
A PTFE kémiai maratásának jelentősége
Ahhoz, hogy megmagyarázzuk, miért van szükség kémiai maratásra, meg kell érteni, mi okozza a PTFE köthetőségének hiányát.A PTFE nagyon stabil kémiai kötésekből áll, amelyek megnehezítik, hogy bármi máshoz kapcsolódjon, még rövid ideig is.
Mivel a PTFE kémiailag inert, vagyis a felület nem lép reakcióba semmilyen kémiai molekulával, amellyel érintkezésbe kerül, sem a levegőben lévőkkel, sem a más anyagok felületén lévőkkel, felületét kémiailag módosítani kell ahhoz, hogy a kábelekhez csatlakozhasson, fémek vagy csövek, amelyekre felhordják.
Minden adhézió egy kémiai folyamat, amelyben a felület felső 1-5 molekularétege kölcsönhatásba lép a felület felső 1-5 molekularétegében lévő vegyi anyagokkal.Ezért a PTFE felületét kémiailag reaktívvá kell tenni, nem pedig kémiailag inertté, hogy sikeresen kötődjön.Az anyagtudományban azt a felületet, amely nagyon reaktív és szívesen kötődni szeretne más molekulákkal, „nagy energiájú felületnek” nevezik.Tehát a PTFE-t az „alacsony energiájú” állapotból, amely az alapállapota, „nagy energiájú”, ragasztható minőségbe kell vinni.
Ennek néhány módja van, beleértve a vákuumplazmakezelést, és vannak, akik azt mondják, hogy csiszolással, csiszolással vagy PVC-hez vagy poliolefinekhez tervezett alapozókkal érhetnek el ragasztható felületet a PTFE-n.A legelterjedtebb és tudományosan leginkább bizonyított módszer azonban a kémiai maratási eljárás.
A maratás megszakítja a PTFE egyes szén-fluor kötéseit (amelyek az összes fluorpolimert alkotják), gyakorlatilag megváltoztatva a maratott terület kémiai jellemzőit, inert felületről olyanra, amely aktív és képes kémiai kölcsönhatásra más anyagokkal. .Az így kapott felület kevésbé kenős, de most olyan felület, amely ragasztható, formázható vagy más anyagokhoz ragasztható, valamint lehetővé teszi a rányomtatást vagy gravírozást.
A maratást úgy hajtják végre, hogy a PTFE-t nátrium-oldatba helyezik, mint az általánosan használt Tetra Etch.Az így létrejövő kémiai reakció a felülettel eltávolítja a fluormolekulákat a fluorpolimer szén-fluor vázából, és olyan szénatomokat hagy maga után, amelyek elektronhiányosak.A frissen maratott felület nagyon nagy energiájú, és amikor levegővel érintkezik, oxigénmolekulák, vízgőz és hidrogén repülnek be, hogy átvegyék a fluormolekulák helyét, lehetővé téve az elektronok helyreállítását.Ez a helyreállítási folyamat molekulák reaktív filmjét eredményezi a felületen, amely lehetővé teszi a tapadást.
A kémiai maratás egyik nagyszerű tulajdonsága, hogy csak a felső néhány molekularéteget képes megváltoztatni, és a PTFE többi részét érintetlenül hagyja minden egyedi tulajdonságával együtt.
Hogyan ellenőrizhető a kémiai maratási folyamat konzisztenciája.
A PTFE alapvető tulajdonságai ugyanazok maradnak, mivel a kémiai maratás csak a legfelső néhány molekularéteget érinti.Előfordulhat azonban a cső barna vagy barna árnyalata.Úgy tűnik, hogy a színeltérés nem függ össze a felület ragasztásával, ezért ne használja ezt az elszíneződést a PTFE maratásának valós jelzéseként.
A legjobb módja annak, hogy megtudja, hogy a maratással olyan felületet hozott létre, amilyenre vágyik, ha egy olyan módszert használ, amelyet minden professzionális marató használ: a vízzel való érintkezési szög mérését.Ez a technika úgy történik, hogy egy csepp nagy tisztaságú vizet helyeznek a PTFE-re, és megmérik, hogyan viselkedik a csepp.Az apró csepp vagy felfelé fog gyöngyözni, mert jobban vonzódik önmagához, mint a PTFE, vagy „kinedvesedik”, és a felülethez simul, mert annyira vonzódik a PTFE-hez.Általánosságban elmondható, hogy minél sikeresebb a kémiai marás, annál kisebb lesz az érintkezési szög (annál laposabb a csepp).Ezt gyakran a felület „nedvesíthetőségének” vizsgálatának nevezik, mivel lényegében, ha a felületet megfelelően maratják, és a vízcsepp szétterül, akkor a felület nagyobb része nedvesedik meg.
A képfelettegy vízcsepp felülről lefelé nézetét mutatja (a kis sárga és kék gyűrű belsejében) a PTFE csövön, mielőtt azt maratták volna. Amint láthatja, a csepp széle 95 fokos szöget zár be a vízcsepp felületével. cső.
A fenti képen egy hasonló vízcsepp látható egy PTFE-csőre maratást követően.Látható, hogy a csepp tovább terjedt a cső felületén, mert a sárga és kék gyűrű nagyobb.Ez azt jelenti, hogy a leejtő él alacsonyabb érintkezési szöget hoz létre a cső felületével.És amikor megmérjük ezt a szöget a Surface Analyst eszközzel, amelyről mindkét kép készült, azt látjuk, hogy igen, a szög 38 fok.Ha ez megfelel az előre meghatározott követelményeinknek a számra, amelyet el kell találnunk, hogy biztosítsuk a cső ragasztását, akkor éppen most ellenőriztük, hogy a felület megfelelően maratott-e.
A vízzel való érintkezési szögteszt leghatékonyabb használatához fontos, hogy egy Surface Scientisttel dolgozzon, hogy megértse, mi az ideális szögtartomány, amelyet a maratást követően elérhet.Ez lehetővé teszi egy kiszámítható kötési folyamat felépítését egy számszerűsíthető specifikáció alapján.Mert ha tudja, hogy egy adott érintkezési szöggel rendelkező felületet kell létrehoznia, akkor tudja, hogy ha megteszi, akkor a tapadás sikeres lesz.
Ezen túlmenően, a hatékony maratási folyamat biztosítása érdekében fontos, hogy a maratás előtt megmérje a víz érintkezési szögét.Az alapvonal tisztasági értékelése lehetővé teszi, hogy pontosan megtudja, milyen paramétereknek kell lenniük a maratáshoz, hogy elérje az érintkezési szögre vonatkozó követelményeket.
Az Etch karbantartása
A maratott PTFE megfelelő tárolása elengedhetetlen a sikeres tapadási folyamathoz.A tárolás és a készlet egy kritikus szabályozási pont (CCP).Ezek a CCP-k az egész folyamatban bárhol megtalálhatók, ahol az anyag felületének lehetősége van jóra vagy rosszra, és esetleg nem szándékosan megváltozni.A tároló CCP kulcsfontosságú a maratott PTFE esetében, mivel az újonnan vegyszerrel megtisztított felület annyira reakcióképes, hogy bármi, amivel érintkezik, megváltoztathatja és ronthatja a munkáját.
A PTFE post-etch tárolásának legjobb gyakorlata az eredeti csomagolás használata, amelyben érkezett, ha visszazárható.Ha ez nem áll rendelkezésre, akkor az UV-blokkoló zacskók jó alternatíva.Tartsa távol a PTFE-t levegőtől és nedvességtől, amennyire csak lehetséges, és mielőtt megpróbálna ráragasztani, győződjön meg róla, hogy mért érintkezési szöget, hogy megőrizze kötőképességét.
A PTFE egy rendkívüli anyag, számtalan felhasználási területtel, de ahhoz, hogy a legtöbbet hozzuk ki belőle, a legtöbb esetben kémiailag maratni, majd ragasztani kell.Annak biztosítására, hogy ez megfelelően megtörténjen, olyan tesztet kell alkalmazni, amely érzékeny a felület kémiai változásaira.Partnerüljön egy anyagszakértővel, aki érti az Ön gyártási folyamatát, hogy optimalizálja a maratást, és bizonyosságot csepegtessen a munkafolyamatba.
Feladás időpontja: 2023. július 17