폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)은 거의 모든 주요 산업에서 널리 사용되는 매우 일반적인 재료입니다.이 윤활성이 뛰어난 다용도 불소중합체는 항공우주 및 자동차 산업(케이블의 절연 커버)부터 악기 유지 관리(움직이는 부품에 사용하기 위한 밸브 오일 황동 및 목관 악기에 사용됨)에 이르기까지 모든 분야에 적용됩니다.아마도 가장 유명한 사용법은 냄비와 프라이팬의 들러붙지 않는 표면으로 사용되는 것입니다.PTFE는 성형 부품으로 성형될 수 있습니다.유연한 파이프 조인트, 밸브 본체, 전기 절연체, 베어링 및 기어로 사용됩니다.그리고 튜브로 압출.
극도의 내화학성 및 화학적 불활성, PTFE의 가벼우면서도 강한 특성으로 인해 의료 기기의 제조 및 사용에 매우 유리합니다.마찰 계수가 매우 낮기 때문에(표면이 현저히 미끄럽다는 것을 수학적으로 표현함)PTFE 튜브순도를 유지해야 하고 수술 중에 몸 안으로 안전하게 통과해야 하는 독한 화학 물질이나 의료 도구를 옮기는 데 사용할 수 있습니다.PTFE 튜빙은 매우 매끄럽고 탄력적이며 얇기 때문에 스텐트, 풍선, 죽종절제술 또는 혈관성형술 장치와 같은 도구가 걸리거나 방해될 위험 없이 자유롭게 미끄러져야 하는 안내 카테터 ID(내경)에 적합합니다.이 물질에는 아무것도 달라붙지 않기 때문에 박테리아 및 기타 감염원이 튜브에 달라붙는 능력을 방해하여 병원 감염을 일으킬 수도 있습니다.
PTFE의 이러한 모든 놀라운 특성은 거의 항상 다른 것과 결합되어 있음을 의미합니다.코팅, 밀봉 개스킷 또는 Pebax 재킷 및 플라스틱 연결 페룰이 있는 튜브로 사용되는 경우 다른 재료에 접착해야 할 가능성이 높습니다.우리가 이미 말한 내용을 눈치채셨을 것입니다. PTFE에는 아무 것도 붙지 않습니다.이 소재를 의료 기기 회사에 매력적으로 만드는 특성으로 인해 제품 개발 및 생산 과정에서 제조 문제가 발생하는 경향이 있습니다.코팅, 엘라스토머 및 기타 장치 구성 요소를 PTFE에 접착시키는 것은 매우 어렵고 엄격한 공정 제어가 필요합니다.
그렇다면 제조업체는 어떻게 널리 사용되는 접착 불가능한 재료를 접착 가능하게 만들까요?그리고 그것이 적절하게 처리되거나 준비되었으며 실제로 접착하거나 코팅할 준비가 되었는지 어떻게 알 수 있습니까?
화학적 에칭 PTFE의 중요성
화학적 에칭이 필요한 이유를 설명하려면 PTFE의 결합성이 부족한 원인을 이해하는 것이 필요합니다.PTFE는 매우 안정적인 화학 결합으로 구성되어 있어 짧은 순간이라도 다른 것과 결합하기 어렵습니다.
PTFE는 화학적으로 불활성이므로 표면이 공기 중이나 다른 물질의 표면에 있는 화학 분자와 접촉하는 화학 분자와 반응하지 않으므로 케이블에 부착하려면 표면을 화학적으로 변형해야 합니다. 금속이나 튜브에 적용됩니다.
모든 접착은 표면의 상위 1~5개 분자층이 적용되는 표면의 상위 1~5개 분자층에 존재하는 화학 물질과 상호 작용하는 화학적 과정입니다.따라서 PTFE의 표면은 성공적으로 접착되기 위해서는 화학적으로 불활성인 것이 아니라 화학적으로 반응성으로 만들어져야 합니다.재료 과학에서는 반응성이 높고 다른 분자와 결합하려는 표면을 "고에너지 표면"이라고 합니다.따라서 PTFE는 기본 조건인 "낮은 에너지" 상태에서 접착 가능한 "고에너지" 상태로 전환되어야 합니다.
이를 수행하는 방법에는 진공 플라즈마 처리를 포함하여 몇 가지 방법이 있으며 샌딩, 연마 또는 PVC 또는 폴리올레핀용으로 설계된 프라이머를 사용하여 PTFE에 접착 가능한 표면을 얻을 수 있다고 말하는 사람들도 있습니다.그러나 가장 일반적이고 가장 과학적으로 입증된 방법은 화학적 에칭이라는 공정입니다.
에칭은 PTFE(모든 불소중합체를 구성하는)의 탄소-불소 결합 중 일부를 끊어 사실상 에칭된 영역의 화학적 특성을 변경하여 불활성 표면에서 다른 물질과 화학적으로 상호 작용할 수 있는 활성 표면으로 전환합니다. .결과 표면은 덜 윤활적이지만 이제 다른 재료에 접착, 성형 또는 접착할 수 있을 뿐만 아니라 인쇄하거나 조각할 수도 있는 표면입니다.
에칭은 일반적으로 사용되는 Tetra Etch와 같이 나트륨 용액에 PTFE를 넣어 수행됩니다.표면과의 결과적인 화학 반응으로 인해 불소 중합체의 탄소-불소 백본에서 불소 분자가 제거되어 전자가 부족한 탄소 원자가 남게 됩니다.새로 에칭된 표면은 매우 높은 에너지를 가지며, 공기에 노출되면 산소 분자, 수증기 및 수소가 날아가서 불소 분자를 대신하여 전자를 복원할 수 있습니다.이 복원 과정을 통해 표면에 접착을 가능하게 하는 분자의 반응성 필름이 생성됩니다.
화학적 에칭의 가장 큰 장점 중 하나는 상위 몇 개의 분자 층만 변경하고 나머지 PTFE는 고유한 특성을 그대로 유지한다는 것입니다.
화학적 에칭 공정의 일관성을 확인하는 방법.
화학적 에칭은 맨 위 몇 개의 분자층에만 영향을 미치기 때문에 PTFE의 핵심 특성은 동일하게 유지됩니다.그러나 튜브에 갈색 또는 황갈색 색조가 있을 수 있습니다.색상 변화는 표면 접착 정도와 상관 관계가 없는 것 같으므로 이러한 변색을 PTFE가 얼마나 잘 에칭되었는지를 나타내는 실제 지표로 사용하지 마십시오.
귀하의 에칭이 귀하가 원하는 표면을 만들어 냈는지 아는 가장 좋은 방법은 모든 전문 에칭자가 사용하는 방법, 즉 물 접촉각 측정을 사용하는 것입니다.이 기술은 고도로 정제된 물 한 방울을 PTFE에 떨어뜨리고 그 방울의 거동을 측정하여 수행됩니다.작은 방울은 PTFE보다 자기 자신에게 더 끌리기 때문에 구슬 모양이 되거나, PTFE에 너무 끌리기 때문에 "젖어" 표면에 대해 편평해질 것입니다.일반적으로 화학적 에칭이 성공할수록 접촉각이 낮아집니다(낙하가 더 평평해집니다).이를 종종 표면의 "습윤성" 테스트라고 합니다. 기본적으로 표면이 적절하게 에칭되고 물방울이 퍼지면 표면이 더 많이 젖기 때문입니다.
이미지~ 위에은 에칭되기 전의 PTFE 튜브 위의 물방울(작은 노란색과 파란색 고리 내부)을 위에서 아래로 본 모습입니다. 보시다시피, 물방울의 가장자리는 표면과 95도 각도를 이룹니다. 튜브.
위 이미지는 에칭 후 PTFE 튜브에 침전된 유사한 물방울을 보여줍니다.노란색과 파란색 고리가 더 크기 때문에 방울이 튜브 표면으로 더 퍼졌다는 것을 알 수 있습니다.이는 드롭 가장자리가 튜브 표면과 더 낮은 접촉각을 생성한다는 것을 의미합니다.그리고 두 이미지를 모두 촬영한 Surface Analyst 장치로 각도를 측정하면 각도가 38도라는 것을 알 수 있습니다.이 튜브가 접착 가능하다는 것을 보장하기 위해 필요한 수에 대한 사전 결정된 요구 사항을 충족하면 표면이 충분히 에칭되었음을 검증한 것입니다.
물 접촉각 테스트를 가장 효과적으로 사용하려면 표면 과학자와 협력하여 에칭 후 도달할 이상적인 각도 범위가 무엇인지 이해하는 것이 중요합니다.이를 통해 정량화 가능한 사양을 기반으로 예측 가능한 결합 프로세스를 구축할 수 있습니다.특정 접촉각을 갖는 표면을 생성해야 한다는 것을 알고 있다면 그렇게 하면 접착력이 성공할 것이라는 것을 알 수 있기 때문입니다.
또한 효율적인 에칭 공정을 보장하려면 에칭이 진행되기 전에 물 접촉각을 측정하는 것이 중요합니다.기본 청결도 평가를 통해 접촉각 요구 사항에 도달하기 위해 필요한 에칭 매개변수가 무엇인지 정확히 알 수 있습니다.
에칭 유지 관리
에칭된 PTFE를 적절하게 보관하는 것은 성공적인 접착 공정에 필수적입니다.보관 및 재고는 중요 관리 기준(CCP)입니다.이러한 CCP는 재료 표면이 좋건 나쁘건, 의도치 않게 변화할 수 있는 전체 공정의 어느 곳에나 존재합니다.새로 화학적으로 청소된 표면은 반응성이 너무 커서 접촉하는 모든 것이 작업을 변경하고 저하시킬 수 있기 때문에 저장 CCP는 에칭된 PTFE에 매우 중요합니다.
에칭 후 PTFE를 보관하는 가장 좋은 방법은 재밀봉이 가능한 경우 원래 제공된 포장을 사용하는 것입니다.이것이 가능하지 않다면 UV 차단 백이 좋은 대안이 될 수 있습니다.PTFE를 공기와 습기로부터 최대한 멀리 유지하고, 접착을 시도하기 전에 접촉각 측정을 수행하여 접착 능력이 유지되는지 확인하십시오.
PTFE는 다양한 용도로 사용할 수 있는 특별한 소재이지만 최대한 활용하려면 대부분의 경우 화학적으로 에칭한 다음 접착해야 합니다.이를 충분히 수행하려면 표면의 화학적 변화에 민감한 테스트를 사용해야 합니다.귀하의 제조 공정을 이해하고 에칭을 최적화하고 작업 흐름에 확실성을 부여하는 재료 전문가와 협력하십시오.
게시 시간: 2023년 7월 17일