Politetrafluoretilenas arba PTFE yra labai paplitusi medžiaga, plačiai naudojama beveik visose pagrindinėse pramonės šakose.Šis itin teplus ir daugkartinio naudojimo fluorpolimeras liečia visus – nuo aviacijos ir automobilių pramonės (kaip izoliuojantis kabelių dangtelis) iki muzikos instrumentų priežiūros (jo yra žalvario vožtuvo alyvoje ir mediniuose pučiamuosiuose instrumentuose, skirtuose naudoti ant judančių dalių).Turbūt labiausiai žinomas jo panaudojimas naudojamas kaip nepridegantis puodų ir keptuvių paviršius.PTFE gali būti suformuotas į liejamas dalis;naudojami kaip lanksčios vamzdžių jungtys, vožtuvų korpusai, elektros izoliatoriai, guoliai ir krumpliaračiai;ir išspaudžiami kaip vamzdeliai.
Dėl ypatingo cheminio atsparumo ir cheminio inertiškumo, taip pat dėl lengvų, tačiau stiprių PTFE savybių jis yra labai naudingas gaminant ir naudojant medicinos prietaisus.Dėl nepaprastai mažo trinties koeficiento (tai yra matematinis būdas pasakyti, kad paviršius yra nepaprastai slidus),PTFE vamzdeliaigali būti naudojamas atšiaurioms cheminėms medžiagoms arba medicininiams įrankiams, kurių grynumas turi būti palaikomas ir kuriuos reikia saugiai patekti į kūną operacijos metu, pernešti.PTFE vamzdeliai yra tokie teplūs, elastingi ir ploni, kad puikiai tinka kreipiamojo kateterio ID (vidiniam skersmeniui), kur tokie įrankiai kaip stentai, balionai, aterektomijos ar angioplastikos prietaisai turi laisvai slysti be kliūčių ar kliūčių.Kadangi prie šių medžiagų niekas neprilimpa, tai taip pat gali trukdyti bakterijų ir kitų infekcinių agentų gebėjimui prilipti prie vamzdelių ir sukelti ligoninėje įgytas infekcijas.
Visos šios neįtikėtinos PTFE savybės reiškia, kad jis beveik visada yra susietas su kažkuo kitu.Jei jis naudojamas kaip danga, kaip sandarinimo tarpiklis arba kaip vamzdelis su Pebax gaubtais ir plastikiniais jungiamaisiais antgaliais, labai tikėtina, kad jis turi prilipti prie kitos medžiagos.Galbūt pastebėjote, ką jau sakėme: niekas neprilimpa prie PTFE.Dėl savybių, dėl kurių ši medžiaga tokia patraukli medicinos prietaisų įmonėms, gaminių kūrimo ir gamybos metu taip pat kyla gamybos iššūkių.Užtikrinti, kad dangos, elastomerai ir kiti prietaiso komponentai priliptų prie PTFE, yra neįtikėtinai sudėtinga ir reikalauja griežtos proceso kontrolės.
Taigi, kaip gamintojai šią plačiai naudojamą, nesuklijuojamą medžiagą paverčia klijuojama?Ir kaip jie žino, kad jis buvo tinkamai apdorotas arba paruoštas ir iš tikrųjų paruoštas klijuoti ar padengti?
Cheminio ėsdinimo PTFE svarba
Norint paaiškinti, kodėl reikalingas cheminis ėsdinimas, būtina suprasti, kas sukelia PTFE sukibimo trūkumą.PTFE sudarytas iš labai stabilių cheminių jungčių, dėl kurių jam sunku net trumpam susijungti su bet kuo kitu.
Kadangi PTFE yra chemiškai inertiškas, tai reiškia, kad paviršius nereaguoja su jokiomis cheminėmis molekulėmis, su kuriomis jis liečiasi, nei esančiomis ore, nei su kitų medžiagų paviršiumi, jo paviršius turi būti chemiškai modifikuotas, kad būtų galima pritvirtinti prie kabelių. metalus arba vamzdžius, prie kurių jis naudojamas.
Visas sukibimas yra cheminis procesas, kurio metu viršutiniai 1–5 paviršiaus molekuliniai sluoksniai sąveikauja su cheminėmis medžiagomis, esančiomis 1–5 viršutiniuose bet kokio paviršiaus molekuliniuose sluoksniuose.Todėl norint sėkmingai sukibti, PTFE paviršius turi būti chemiškai reaktyvus, o ne chemiškai inertiškas.Medžiagų moksle paviršius, kuris yra labai reaktyvus ir nori jungtis su kitomis molekulėmis, vadinamas „didelės energijos paviršiumi“.Taigi PTFE reikia perkelti iš „mažos energijos“ būsenos, kuri yra jo pradinė būklė, į „didelės energijos“ surišimo kokybę.
Yra keletas būdų, kaip tai padaryti, įskaitant vakuuminį plazmos apdorojimą, ir kai kurie teigia, kad gali pasiekti klijuojamą PTFE paviršių šlifuodami, šlifuodami arba naudodami PVC ar poliolefinams skirtus gruntus.Tačiau labiausiai paplitęs ir moksliškai įrodytas metodas yra procesas, vadinamas cheminiu ėsdinimu.
ėsdinimas nutraukia kai kuriuos PTFE anglies ir fluoro ryšius (kurie sudaro visus fluoropolimerus), iš esmės pakeičiant ėsdinto ploto chemines charakteristikas, todėl paviršius iš inertiško paviršiaus tampa aktyvus ir galintis chemiškai sąveikauti su kitomis medžiagomis. .Gautas paviršius yra mažiau tepamas, bet dabar yra paviršius, kurį galima klijuoti, formuoti arba sujungti su kitomis medžiagomis, taip pat ant jo galima spausdinti ar graviruoti.
ėsdinimas atliekamas įdedant PTFE į natrio tirpalą, kaip ir dažniausiai naudojamas Tetra Etch.Dėl susidariusios cheminės reakcijos su paviršiumi iš fluorpolimero anglies-fluoro pagrindo pašalinamos fluoro molekulės, paliekant anglies atomus, kuriuose trūksta elektronų.Šviežiai išgraviruotas paviršius turi labai didelę energiją, o kai jį veikia oras, deguonies molekulės, vandens garai ir vandenilis gali patekti į fluoro molekulių vietą, o tai leidžia atkurti elektronus.Dėl šio atkūrimo proceso ant paviršiaus susidaro reaktyvi molekulių plėvelė, kuri užtikrina sukibimą.
Vienas iš puikių cheminio ėsdinimo dalykų yra tai, kad jis gali pakeisti tik kelis viršutinius molekulinius sluoksnius ir palikti likusį PTFE nepažeistą su visomis unikaliomis savybėmis.
Kaip patikrinti cheminio ėsdinimo proceso nuoseklumą.
Pagrindinės PTFE savybės išlieka tos pačios, nes cheminis ėsdinimas veikia tik kelis viršutinius molekulinius sluoksnius.Tačiau vamzdeliai gali būti rudi arba įdegę.Atrodo, kad spalvų skirtumai nesusiję su paviršiaus sukibimu, todėl nenaudokite šio spalvos pasikeitimo kaip tikro PTFE išgraviravimo požymio.
Geriausias būdas sužinoti, kad ėsdinimas sukūrė tokį paviršių, kokio norite, yra naudoti metodą, kurį naudoja visi profesionalūs ėsdinimo meistrai: vandens sąlyčio kampo matavimus.Šis metodas atliekamas ant PTFE užlašinant labai išgryninto vandens lašą ir išmatuojant, kaip tas lašas elgiasi.Mažytis lašelis arba nukris, nes jį labiau traukia prie savęs nei PTFE, arba „sušlaps“ ir susilygins su paviršiumi, nes jį taip traukia PTFE.Paprastai tariant, kuo sėkmingesnis cheminis ėsdinimas – tuo mažesnis kontakto kampas (tuo plokštesnis lašas).Tai dažnai vadinama paviršiaus „drėkumo“ bandymu, nes iš esmės, jei paviršius yra tinkamai išgraviruotas ir vandens lašas pasklinda, daugiau paviršiaus sušlapina.
Paveikslasaukščiaurodomas vandens lašo (mažo geltono ir mėlyno žiedo viduje) vaizdas iš viršaus į apačią ant PTFE vamzdelio, kol jis nebuvo išgraviruotas. Kaip matote, lašo kraštas sudaro 95 laipsnių kampą su vamzdelio paviršiumi. vamzdis.
Aukščiau esančiame paveikslėlyje pavaizduotas panašus vandens lašas, nusėdęs ant PTFE vamzdelio po išgraviravimo.Galite pastebėti, kad lašas išplito toliau vamzdelio paviršiuje, nes geltonas ir mėlynas žiedas yra didesnis.Tai reiškia, kad nuleidžiamas kraštas sukuria mažesnį kontakto kampą su vamzdelio paviršiumi.Ir išmatuodami tą kampą Surface Analyst įrenginiu, iš kurio buvo paimti abu šie vaizdai, matome, kad taip, kampas yra 38 laipsniai.Jei tai atitinka mūsų iš anksto nustatytus reikalavimus skaičiui, kurį turime pasiekti, kad šis vamzdis būtų klijuojamas, ką tik patvirtinome, kad paviršius buvo pakankamai išgraviruotas.
Norint efektyviausiai naudoti vandens sąlyčio kampo testą, svarbu dirbti su Surface Scientist, kad suprastumėte, koks yra idealus kampo diapazonas, kurį reikia pasiekti po ėsdinimo.Tai leidžia sukurti nuspėjamą sujungimo procesą, pagrįstą kiekybiškai įvertinama specifikacija.Nes jei žinote, kad reikia sukurti paviršių su tam tikru kontaktiniu kampu, žinote, kad tai padarius, jūsų sukibimas bus sėkmingas.
Be to, norint užtikrinti veiksmingą ėsdinimo procesą, prieš ėsdinant svarbu išmatuoti vandens sąlyčio kampą.Pradinis švaros įvertinimas leidžia tiksliai žinoti, kokie turi būti ėsdinimo parametrai, kad atitiktumėte kontaktinio kampo reikalavimus.
Išlaikyti savo Etch
Tinkamas ėsdinto PTFE laikymas yra būtinas sėkmingam sukibimo procesui.Sandėliavimas ir atsargos yra kritinis valdymo taškas (CCP).Šios CCP yra bet kurioje proceso vietoje, kur medžiagos paviršius gali pasikeisti, į gerą ar į blogą, o galbūt ir netyčia.Saugojimo CCP yra labai svarbus išgraviruotam PTFE, nes naujai chemiškai nuvalytas paviršius yra toks reaktyvus, kad viskas, su kuo jis liečiasi, gali pakeisti ir pabloginti jūsų darbą.
Geriausia PTFE laikymo praktika po ėsdinimo yra naudoti originalią pakuotę, kurioje jis buvo, jei ją galima pakartotinai uždaryti.Jei to nėra, UV spindulius blokuojantys maišeliai yra gera alternatyva.Laikykite PTFE kiek įmanoma toliau nuo oro ir drėgmės, o prieš bandydami sukibti su juo įsitikinkite, kad išmatavote kontaktinį kampą, kad įsitikintumėte, jog jis išlaikė savo gebėjimą sukibti.
PTFE yra nepaprasta medžiaga, turinti daugybę pritaikymų, tačiau norint gauti kuo daugiau naudos, ji daugeliu atvejų turi būti chemiškai išgraviruota ir surišta.Norint užtikrinti, kad tai būtų atlikta pakankamai, reikia atlikti bandymą, kuris būtų jautrus paviršiaus cheminiams pokyčiams.Bendradarbiaukite su medžiagų ekspertu, kuris išmano jūsų gamybos procesą, kad optimizuotumėte ėsdinimą ir sukurtumėte tikrumą jūsų darbo eigai.
Paskelbimo laikas: 2023-07-17