Pólýtetraflúoróetýlen, eða PTFE, er mjög algengt efni sem er mikið notað í næstum öllum helstu atvinnugreinum.Þessi ofursmurandi og margnota flúorfjölliða snertir alla, allt frá flug- og bílaiðnaðinum (sem einangrandi hlíf á snúru) til viðhalds á hljóðfærum (það er að finna í ventilolíu úr kopar- og tréblásturshljóðfærum til notkunar á hreyfanlegum hlutum þeirra).Líklega er frægasta notkun þess notuð sem non-stick yfirborð á potta og pönnur.PTFE er hægt að mynda í mótaða hluta;notað sem sveigjanleg pípusamskeyti, ventilhús, rafmagns einangrunarefni, legur og gír;og pressuð sem slöngur.
Hin mikla efnaþol og efnafræðilega tregðu, sem og léttir en sterkir eiginleikar PTFE, gera það mjög hagkvæmt við framleiðslu og notkun lækningatækja.Vegna óvenju lágs núningsstuðuls (sem er stærðfræðileg leið til að segja að yfirborðið sé ótrúlega hált),PTFE slöngurhægt að nota til að flytja sterk efni eða lækningatæki þar sem hreinleika þarf að viðhalda og þurfa örugga leið inn í líkamann meðan á aðgerð stendur.PTFE slöngur eru svo smurðar, fjaðrandi og þunnar að þær eru fullkomnar fyrir auðkenni æðaleggs (innra þvermál) þar sem verkfæri eins og stoðnet, blöðrur, æðaskurðaðgerðir eða æðavíkkunartæki þurfa að renna frjálslega í gegnum án þess að hætta sé á hnökrum eða hindrunum.Þar sem ekkert festist við þetta efni getur það einnig truflað getu baktería og annarra smitefna til að festast við slöngur og valdið sýkingum á sjúkrahúsi.
Allir þessir ótrúlegu eiginleikar PTFE þýðir að það er næstum alltaf tengt einhverju öðru.Ef það er notað sem húðun, sem þéttiþétting eða sem slöngur með Pebax jakka og plasttengingarhylki, er mjög líklegt að það þurfi að festast við annað efni.Þú gætir hafa tekið eftir því sem við sögðum þegar: ekkert festist við PTFE.Eiginleikarnir sem gera þetta efni svo aðlaðandi fyrir fyrirtæki í lækningatækjum hafa einnig tilhneigingu til að skapa framleiðsluáskoranir við vöruþróun og framleiðslu.Það er ótrúlega krefjandi að fá húðun, teygjur og aðra íhluti tækisins til að festa sig við PTFE og krefst strangs ferliseftirlits.
Svo, hvernig gera framleiðendur þetta mikið notaða, óbindanlega efni bindanlegt?Og hvernig vita þeir að það hefur verið meðhöndlað eða undirbúið á réttan hátt og er í raun tilbúið til að binda eða hjúpa?
Mikilvægi þess að efnafræðilega æta PTFE
Til að útskýra hvers vegna efnafræðilegrar ætingar er þörf, er nauðsynlegt að skilja hvað veldur skorti á bindihæfni PTFE.PTFE er byggt upp úr mjög stöðugum efnatengjum sem gera það erfitt fyrir það að sameinast einhverju öðru, jafnvel í stuttan tíma.
Þar sem PTFE er efnafræðilega óvirkt, sem þýðir að yfirborðið hvarfast ekki við neinar efnasameindir sem það kemst í snertingu við, hvorki þær sem eru í loftinu né þær sem eru á yfirborði annarra efna, þarf yfirborð þess að vera efnafræðilega breytt til að geta festst við snúrur, málma, eða slöngur sem það er sett á.
Öll viðloðun er efnafræðilegt ferli þar sem efstu 1-5 sameindalögin á yfirborði hafa samskipti við efnin sem eru til staðar í efstu 1-5 sameindalögunum á hvaða yfirborði sem verið er að bera á það.Þess vegna þarf yfirborð PTFE að vera efnafræðilega hvarfgjarnt öfugt við efnafræðilega óvirkt til að bindast með góðum árangri.Í efnisfræði er yfirborð sem er mjög hvarfgjarnt og fús til að tengjast öðrum sameindum kallað „háorkuflöt“.Þannig að PTFE þarf að taka úr „lítilorku“ ástandi, sem er grunnástand þess, í „háorku“, bindanleg gæði.
Það eru nokkrar leiðir til að gera þetta, þar á meðal meðhöndlun með lofttæmi með plasma, og það eru sumir sem segja að þeir geti náð bindanlegu yfirborði á PTFE með því að slípa, slípa eða nota grunna sem voru hannaðir fyrir PVC eða pólýólefín.Hins vegar er algengasta og vísindalega sannaða aðferðin ferli sem kallast efnaæting.
Æting brýtur sum kolefnis-flúortengi PTFE (sem mynda allar flúorfjölliður), í raun og veru, breytir efnafræðilegum eiginleikum æta svæðisins, færir það frá óvirku yfirborði yfir í það sem er virkt og getur haft efnafræðilega víxlverkun við önnur efni .Yfirborðið sem myndast er smurlítið en er nú yfirborð sem hægt er að líma, móta eða tengja við önnur efni, auk þess sem hægt er að prenta það eða grafa á það.
Æsing er framkvæmd með því að setja PTFE í natríumlausn, eins og venjulega Tetra Etch.Efnahvarfið sem myndast við yfirborðið fjarlægir flúor sameindir úr kolefni-flúor burðarás flúorfjölliðunnar og skilur eftir kolefnisatóm sem skortir rafeindir.Nýæta yfirborðið hefur mjög mikla orku og þegar það kemst í snertingu við loft er súrefnissameindum, vatnsgufu og vetni leyft að fljúga inn í staðinn fyrir flúorsameindirnar, sem gerir endurheimt rafeindanna kleift.Þetta endurreisnarferli leiðir til hvarfgjarnrar filmu sameinda á yfirborðinu sem gerir viðloðun kleift.
Eitt af því sem er frábært við efnaætingu er að það er fær um að breyta aðeins efstu sameindalögunum og skilja restina af PTFE eftir ósnortinn með öllum sínum einstöku eiginleikum.
Hvernig á að sannreyna samræmi efnafræðilegs ætingarferlis.
Kjarnaeiginleikar PTFE eru þeir sömu þar sem efnaæting hefur aðeins áhrif á efstu sameindalögin.Hins vegar getur verið brún eða brún litun á slöngunni.Litabreytileiki virðist ekki vera í tengslum við hversu bindanlegt yfirborðið er, svo ekki nota þessa aflitun sem raunverulega vísbendingu um hversu vel PTFE var ætið.
Besta leiðin til að vita að ætingin þín hafi skapað það yfirborð sem þú ert á eftir er að nota aðferð sem allir fagmenn nota: mælingar á snertihorns vatns.Þessi tækni er gerð með því að setja dropa af mjög hreinsuðu vatni á PTFE og mæla hvernig dropinn hegðar sér.Litli dropinn mun annaðhvort perla upp vegna þess að hann laðast meira að sjálfum sér en PTFE, eða hann mun „bleyta út“ og fletjast út við yfirborðið vegna þess að hann laðast svo að PTFE.Almennt séð, því árangursríkari sem efnaætan er - því lægra verður snertihornið (því flatara er dropinn).Þetta er oft nefnt að prófa „bleyta“ yfirborðsins vegna þess að í rauninni, ef yfirborðið er rétt ætið og vatnsdropi dreifist út, verður meira af yfirborðinu blautt.
Myndinhér að ofansýnir vatnsdropa ofan frá (inni í litla gula og bláa hringinn) á PTFE slöngum áður en hann hefur verið ætaður. Eins og þú sérð myndar brún dropans 95 gráðu horn við yfirborð rör.
Myndin hér að ofan sýnir svipaðan dropa af vatni sem settur er á PTFE rör eftir að hafa verið ætið.Þú getur séð að dropinn hefur dreift sér lengra á yfirborði rörsins vegna þess að guli og blái hringurinn er stærri.Þetta þýðir að fallbrúnin skapar lægra snertihorn við yfirborð slöngunnar.Og þegar hornið er mælt með Surface Analyst tækinu, sem báðar þessar myndir voru teknar úr, sjáum við að já, hornið er 38 gráður.Ef það uppfyllir fyrirfram ákveðnar kröfur okkar um töluna sem við þurfum að slá til að tryggja að þetta rör sé bindanlegt, þá höfum við bara staðfest að yfirborðið hafi verið ætið nægilega.
Til að nota vatnssnertihornsprófið sem skilvirkasta er mikilvægt að vinna með yfirborðsfræðingi til að skilja hvað er kjörið hornsvið til að ná eftir ætið.Þetta gerir þér kleift að byggja upp fyrirsjáanlegt tengingarferli byggt á mælanlegri forskrift.Vegna þess að ef þú veist að þú þarft að búa til yfirborð með tilteknu snertihorni, þá veistu að þegar þú gerir það mun viðloðun þín ná árangri.
Að auki, til að tryggja skilvirkt ætingarferli, er mikilvægt að taka snertihornsmælingu á vatni áður en ætingin fer fram.Að fá grunnhreinleikamat gerir þér kleift að vita nákvæmlega hverjar breytur ætunnar þurfa að vera til að ná kröfum þínum um snertihorn.
Að viðhalda ætinu þínu
Rétt geymsla á etsuðu PTFE er nauðsynleg fyrir árangursríkt viðloðun ferli.Geymsla og birgðahald er Critical Control Point (CCP).Þessir CCP eru hvar sem er í öllu ferlinu þar sem yfirborð efnis hefur tækifæri til að breytast, til góðs eða ills, og kannski óviljandi.Geymslu-CCP er mikilvægt fyrir etsað PTFE vegna þess að nýlega efnafræðilega hreinsað yfirborðið er svo hvarfgjarnt að allt sem það kemst í snertingu við getur breytt og rýrt vinnu þína.
Besta aðferðin við að geyma PTFE eftir ætingu er að nota upprunalegu umbúðirnar sem þær komu í ef þær eru endurlokanlegar.Ef það er ekki í boði, þá eru UV-blokkandi pokar góður valkostur.Haltu PTFE fjarri lofti og raka eins mikið og mögulegt er, og áður en þú reynir að tengja við það skaltu ganga úr skugga um að þú takir snertihornsmælingu til að tryggja að það hafi viðhaldið getu sinni til að bindast.
PTFE er óvenjulegt efni með ótal notkunarmöguleikum, en til að fá sem mest út úr því þarf það að vera efnafræðilega etsað og síðan tengt í flestum tilfellum.Til að tryggja að þetta sé gert nægilega vel þarf að nota próf sem er næmt fyrir efnabreytingum á yfirborðinu.Vertu í samstarfi við efnissérfræðing sem skilur framleiðsluferlið þitt til að hámarka ætingu þína og innræta vinnuflæði þínu vissu.
Birtingartími: 17. júlí 2023