Polytetrafluoroethylene, atau PTFE, adalah bahan yang sangat umum digunakan di hampir setiap industri besar.Fluoropolimer yang sangat pelumas dan multi guna ini dapat digunakan oleh semua orang, mulai dari industri dirgantara dan otomotif (sebagai penutup isolasi pada kabel) hingga perawatan alat musik (ditemukan dalam minyak katup kuningan dan alat musik tiup kayu untuk digunakan pada bagian bergeraknya).Mungkin penggunaannya yang paling terkenal adalah digunakan sebagai permukaan anti lengket pada panci dan wajan.PTFE dapat dibentuk menjadi bagian-bagian cetakan;digunakan sebagai sambungan pipa fleksibel, badan katup, isolator listrik, bantalan, dan roda gigi;dan diekstrusi sebagai tabung.
Ketahanan ekstrim terhadap bahan kimia dan kelembaman bahan kimia, serta sifat PTFE yang ringan namun kuat, menjadikannya sangat menguntungkan dalam pembuatan dan penggunaan perangkat medis.Karena koefisien gesekannya yang sangat rendah (yang secara matematis mengatakan bahwa permukaannya sangat licin),tabung PTFEdapat digunakan untuk mentransfer bahan kimia keras atau peralatan medis yang kemurniannya perlu dijaga dan memerlukan jalur aman ke dalam tubuh selama operasi.Tabung PTFE sangat pelumas, elastis, dan tipis sehingga sempurna untuk ID kateter pemandu (diameter dalam) di mana alat-alat seperti stent, balon, aterektomi, atau perangkat angioplasti harus dapat digeser dengan bebas tanpa ancaman tersangkut atau terhalang.Karena tidak ada yang menempel pada benda ini, hal ini juga dapat mengganggu kemampuan bakteri dan agen infeksi lainnya untuk menempel pada pipa dan menyebabkan infeksi yang didapat di rumah sakit.
Semua atribut PTFE yang luar biasa ini berarti bahwa PTFE hampir selalu terikat dengan sesuatu yang lain.Jika digunakan sebagai pelapis, sebagai paking penyegel, atau sebagai pipa dengan jaket Pebax dan ferrule penghubung plastik, kemungkinan besar bahan tersebut perlu dilekatkan pada bahan lain.Anda mungkin telah memperhatikan apa yang telah kami katakan: tidak ada yang melekat pada PTFE.Sifat yang menjadikan bahan ini begitu menarik bagi perusahaan peralatan medis juga cenderung menciptakan tantangan manufaktur selama pengembangan produk dan produksi.Membuat pelapis, elastomer, dan komponen perangkat lainnya mematuhi PTFE sangatlah menantang dan memerlukan kontrol proses yang ketat.
Jadi, bagaimana produsen membuat material yang banyak digunakan dan tidak dapat direkatkan ini menjadi dapat direkatkan?Dan bagaimana mereka tahu bahwa bahan tersebut telah diolah atau disiapkan dengan benar dan benar-benar siap untuk direkatkan atau dilapisi?
Pentingnya Pengetsaan PTFE Secara Kimia
Untuk menjelaskan mengapa etsa kimia diperlukan, penting untuk memahami apa yang menyebabkan kurangnya daya rekat PTFE.PTFE terdiri dari ikatan kimia yang sangat stabil, sehingga sulit untuk bergabung dengan benda lain, meskipun hanya sebentar.
Karena PTFE bersifat inert secara kimia, yang berarti permukaannya tidak bereaksi dengan molekul kimia apa pun yang bersentuhan dengannya, baik yang ada di udara atau yang ada di permukaan bahan lain, permukaannya perlu dimodifikasi secara kimia agar dapat menempel pada kabel. logam, atau pipa yang sedang diaplikasikan.
Semua adhesi adalah proses kimia di mana 1-5 lapisan molekul teratas suatu permukaan berinteraksi dengan bahan kimia yang ada di 1-5 lapisan molekul teratas dari permukaan apa pun yang diaplikasikan padanya.Oleh karena itu, permukaan PTFE perlu dibuat reaktif secara kimia dan bukan inert secara kimia agar ikatan berhasil.Dalam Ilmu Material, permukaan yang sangat reaktif dan sangat ingin berikatan dengan molekul lain disebut “permukaan berenergi tinggi”.Jadi PTFE perlu diubah dari kondisi “energi rendah”, yang merupakan kondisi dasar, menjadi kualitas “energi tinggi” yang dapat diikat.
Ada beberapa cara untuk melakukan hal ini, termasuk perawatan plasma vakum, dan ada beberapa yang mengatakan bahwa mereka dapat mencapai permukaan yang dapat direkatkan pada PTFE dengan mengampelas, mengikis, atau menggunakan primer yang dirancang untuk PVC atau poliolefin.Namun, metode yang paling umum dan terbukti secara ilmiah adalah proses yang disebut etsa kimia.
Pengetsaan memutus sebagian ikatan karbon-fluor PTFE (yang membentuk semua fluoropolimer), sehingga mengubah karakteristik kimia area yang tergores, mengubahnya dari permukaan inert menjadi permukaan aktif dan mampu berinteraksi secara kimia dengan zat lain. .Permukaan yang dihasilkan tidak terlalu melumasi tetapi sekarang menjadi permukaan yang dapat dilem, dibentuk, atau diikat ke bahan lain, serta memungkinkan untuk dicetak atau diukir.
Etsa dilakukan dengan menempatkan PTFE dalam larutan natrium, seperti Tetra Etch yang biasa digunakan.Reaksi kimia yang dihasilkan dengan permukaan menghilangkan molekul fluor dari tulang punggung karbon-fluor dari fluoropolimer meninggalkan atom karbon yang kekurangan elektron.Permukaan yang baru tergores memiliki energi yang sangat tinggi, dan ketika terkena udara, molekul oksigen, uap air, dan hidrogen dibiarkan terbang menggantikan molekul fluor, sehingga memungkinkan pemulihan elektron.Proses restorasi ini menghasilkan lapisan molekul reaktif pada permukaan yang memungkinkan terjadinya adhesi.
Salah satu keunggulan etsa kimia adalah ia mampu mengubah hanya beberapa lapisan molekul teratas dan membiarkan sisa PTFE tetap utuh dengan semua sifat uniknya.
Cara Memverifikasi Konsistensi Proses Etsa Kimia.
Sifat inti PTFE tetap sama karena etsa kimia hanya mempengaruhi beberapa lapisan molekul paling atas.Namun, mungkin ada warna coklat atau cokelat pada pipanya.Variasi warna tampaknya tidak berkorelasi dengan seberapa baik permukaan tersebut direkatkan, jadi jangan gunakan perubahan warna ini sebagai indikasi nyata seberapa baik PTFE tergores.
Cara terbaik untuk mengetahui bahwa pengetsaan Anda menghasilkan jenis permukaan yang Anda cari adalah dengan menggunakan metode yang digunakan semua penggores profesional: pengukuran sudut kontak air.Teknik ini dilakukan dengan meletakkan setetes air yang sangat murni pada PTFE dan mengukur bagaimana perilaku tetesan tersebut.Tetesan kecil tersebut akan menjadi butiran karena lebih tertarik pada dirinya sendiri dibandingkan PTFE, atau akan “basah” dan rata dengan permukaan karena sangat tertarik pada PTFE.Secara umum, semakin sukses proses etsa kimianya - semakin rendah sudut kontaknya (semakin datar tetesannya).Hal ini sering disebut sebagai pengujian “keterbasahan” permukaan karena, pada dasarnya, jika permukaan tergores dengan benar dan tetesan air menyebar, maka semakin banyak permukaan yang basah.
Fotodi atasmenunjukkan tampilan tetesan air dari atas ke bawah (di dalam cincin kecil berwarna kuning dan biru) pada pipa PTFE sebelum digores. Seperti yang Anda lihat, tepi tetesan membentuk sudut 95 derajat dengan permukaan tetesan air. tabung.
Gambar di atas menunjukkan setetes air serupa yang diendapkan pada tabung PTFE setelah digores.Anda dapat mengetahui bahwa tetesan tersebut telah menyebar lebih jauh pada permukaan tabung karena cincin kuning dan birunya lebih besar.Ini berarti tepi jatuhan menciptakan sudut kontak yang lebih rendah dengan permukaan pipa.Dan ketika mengukur sudut tersebut dengan perangkat Surface Analyst, tempat kedua gambar ini diambil, kita melihat bahwa, ya, sudutnya adalah 38 derajat.Jika memenuhi persyaratan yang kami tentukan sebelumnya mengenai jumlah yang perlu kami capai untuk memastikan tabung ini dapat direkatkan, maka kami baru saja memvalidasi bahwa permukaannya telah tergores dengan cukup.
Untuk penggunaan uji sudut kontak air yang paling efektif, penting untuk bekerja sama dengan Ilmuwan Permukaan untuk memahami rentang sudut ideal yang harus dicapai setelah pengetasan.Hal ini memungkinkan Anda membangun proses pengikatan yang dapat diprediksi berdasarkan spesifikasi yang dapat diukur.Karena jika Anda tahu bahwa Anda perlu membuat permukaan dengan sudut kontak tertentu, maka Anda tahu bahwa ketika Anda melakukannya, adhesi Anda akan berhasil.
Selain itu, untuk memastikan proses pengetsaan yang efisien, penting untuk melakukan pengukuran sudut kontak air sebelum pengetsaan dilakukan.Mendapatkan penilaian kebersihan dasar memungkinkan Anda mengetahui secara pasti parameter etsa yang diperlukan untuk mencapai persyaratan sudut kontak Anda.
Mempertahankan Etch Anda
Penyimpanan PTFE tergores yang tepat sangat penting untuk keberhasilan proses adhesi.Penyimpanan dan inventaris merupakan Titik Kendali Kritis (CCP).CCP ini terjadi dimanapun dalam keseluruhan proses dimana permukaan material mempunyai peluang untuk berubah, baik atau buruk, dan mungkin secara tidak sengaja.CCP penyimpanan sangat penting untuk PTFE yang tergores karena permukaan yang baru dibersihkan secara kimia sangat reaktif sehingga apa pun yang bersentuhan dengannya dapat mengubah dan menurunkan pekerjaan Anda.
Praktik terbaik dalam menyimpan PTFE pasca-etch adalah dengan menggunakan kemasan aslinya jika dapat ditutup kembali.Jika tidak tersedia, tas anti UV adalah alternatif yang baik.Jauhkan PTFE dari udara dan kelembapan sebisa mungkin, dan sebelum mencoba merekatkannya, pastikan Anda melakukan pengukuran sudut kontak untuk memastikan kemampuannya mempertahankan ikatan.
PTFE adalah bahan luar biasa dengan banyak sekali kegunaan, namun untuk mendapatkan hasil maksimal, bahan tersebut harus digores secara kimia dan kemudian diikat dalam banyak kasus.Untuk memastikan hal ini dilakukan secara memadai, pengujian yang sensitif terhadap perubahan kimia di permukaan perlu digunakan.Bermitralah dengan ahli material yang memahami proses produksi Anda untuk mengoptimalkan proses etsa dan menanamkan kepastian dalam alur kerja Anda.
Waktu posting: 17 Juli-2023