Polytetrafluoroethylene, atau PTFE, adalah bahan yang sangat biasa digunakan secara meluas dalam hampir setiap industri utama.Fluoropolimer ultra pelincir dan pelbagai guna ini menyentuh semua orang daripada industri aeroangkasa dan automotif (sebagai penutup penebat pada kabel) kepada penyelenggaraan alat muzik (ia terdapat dalam minyak injap loyang dan instrumen tiupan kayu untuk digunakan pada bahagian bergerak mereka).Mungkin penggunaannya yang paling terkenal digunakan sebagai permukaan tidak melekat pada periuk dan kuali.PTFE boleh dibentuk menjadi bahagian acuan;digunakan sebagai sambungan paip fleksibel, badan injap, penebat elektrik, galas dan gear;dan tersemperit sebagai tiub.
Rintangan kimia yang melampau dan lengai kimia, serta sifat PTFE yang ringan namun kuat, menjadikannya sangat berfaedah dalam pembuatan dan penggunaan peranti perubatan.Kerana pekali geseran yang sangat rendah (yang merupakan cara matematik untuk mengatakan bahawa permukaannya sangat licin),tiub PTFEboleh digunakan untuk memindahkan bahan kimia keras atau alat perubatan yang ketulenannya perlu dikekalkan dan memerlukan laluan selamat ke dalam badan semasa pembedahan.Tiub PTFE sangat pelincir, berdaya tahan dan nipis sehingga ia sesuai untuk ID kateter pemandu (diameter dalam) di mana alatan seperti stent, belon, atherectomy atau peranti angioplasti perlu meluncur dengan bebas tanpa ancaman halangan atau halangan.Kerana tiada apa-apa yang melekat pada bahan ini, ia juga boleh mengganggu keupayaan bakteria dan agen berjangkit lain untuk melekat pada tiub dan menyebabkan jangkitan yang diperoleh di hospital.
Semua sifat luar biasa PTFE ini bermakna ia hampir selalu terikat dengan sesuatu yang lain.Jika ia digunakan sebagai salutan, sebagai gasket pengedap, atau sebagai tiub dengan jaket Pebax dan ferrule penghubung plastik, kemungkinan besar ia perlu melekat pada bahan lain.Anda mungkin perasan apa yang telah kami katakan: tiada apa yang melekat pada PTFE.Ciri-ciri yang menjadikan bahan ini begitu menarik kepada syarikat peranti perubatan juga cenderung mencipta cabaran pembuatan semasa pembangunan dan pengeluaran produk.Mendapatkan salutan, elastomer dan komponen peranti lain untuk mematuhi PTFE adalah sangat mencabar dan memerlukan kawalan proses yang ketat.
Jadi, bagaimanakah pengeluar menjadikan bahan yang tidak boleh diikat yang digunakan secara meluas ini boleh diikat?Dan bagaimana mereka tahu ia telah dirawat atau disediakan dengan betul dan sebenarnya bersedia untuk diikat atau dilapisi?
Kepentingan PTFE Goresan Secara Kimia
Untuk menjelaskan mengapa etsa kimia diperlukan, adalah perlu untuk memahami perkara yang menyebabkan kekurangan kebolehikat PTFE.PTFE terdiri daripada ikatan kimia yang sangat stabil, yang menyukarkannya untuk bergabung dengan apa-apa lagi, walaupun secara ringkas.
Oleh kerana PTFE adalah lengai secara kimia, bermakna permukaan tidak bertindak balas dengan mana-mana molekul kimia yang bersentuhan dengannya, sama ada di udara atau di permukaan bahan lain, permukaannya perlu diubah suai secara kimia untuk dilekatkan pada kabel, logam, atau tiub yang digunakan untuknya.
Semua lekatan ialah proses kimia di mana 1-5 lapisan molekul atas permukaan berinteraksi dengan bahan kimia yang terdapat pada 1-5 lapisan molekul atas apa-apa permukaan yang digunakan padanya.Oleh itu, permukaan PTFE perlu dibuat secara kimia reaktif berbanding dengan lengai kimia untuk berjaya mengikat.Dalam Sains Bahan, permukaan yang sangat reaktif dan bersemangat untuk terikat dengan molekul lain dipanggil "permukaan bertenaga tinggi."Jadi PTFE perlu diambil daripada keadaan "tenaga rendah", iaitu keadaan asasnya, kepada kualiti boleh terikat "tenaga tinggi".
Terdapat beberapa cara untuk melakukan ini, termasuk rawatan plasma vakum, dan terdapat sesetengah pihak yang mengatakan bahawa mereka boleh mencapai permukaan boleh terikat pada PTFE dengan mengampelas, melelas atau menggunakan primer yang direka bentuk untuk PVC atau poliolefin.Walau bagaimanapun, kaedah yang paling biasa dan paling terbukti secara saintifik ialah proses yang dipanggil etsa kimia.
Goresan memecahkan beberapa ikatan karbon-fluorin PTFE (yang membentuk semua fluoropolimer), sebenarnya, mengubah ciri kimia kawasan terukir, membawanya daripada permukaan lengai kepada yang aktif dan mampu berinteraksi secara kimia dengan bahan lain. .Permukaan yang terhasil adalah kurang pelincir tetapi kini merupakan permukaan yang boleh digam, dibentuk atau diikat pada bahan lain, serta membolehkan ia dicetak atau diukir.
Goresan dilakukan dengan meletakkan PTFE dalam larutan natrium, seperti Tetra Etch yang biasa digunakan.Tindak balas kimia yang terhasil dengan permukaan menghilangkan molekul fluorin daripada tulang belakang karbon-fluorin fluoropolimer meninggalkan atom karbon yang kekurangan elektron.Permukaan yang baru terukir mempunyai tenaga yang sangat tinggi, dan apabila ia terdedah kepada udara, molekul oksigen, wap air, dan hidrogen dibenarkan terbang masuk untuk menggantikan molekul fluorin, membolehkan pemulihan elektron.Proses pemulihan ini menghasilkan filem reaktif molekul pada permukaan yang membolehkan lekatan.
Salah satu perkara yang hebat tentang etsa kimia ialah ia mampu mengubah hanya beberapa lapisan molekul teratas dan meninggalkan PTFE yang lain utuh dengan semua sifat uniknya.
Cara Mengesahkan Ketekalan Proses Goresan Kimia.
Sifat teras PTFE kekal sama kerana etsa kimia hanya menjejaskan beberapa lapisan molekul paling atas.Walau bagaimanapun, mungkin terdapat warna coklat atau sawo matang pada tiub.Variasi warna nampaknya tidak berkait dengan sejauh mana permukaan boleh diikat, jadi jangan gunakan perubahan warna ini sebagai petunjuk sebenar betapa baiknya PTFE telah terukir.
Cara terbaik untuk mengetahui bahawa etsa anda mencipta jenis permukaan yang anda cari adalah dengan menggunakan kaedah yang digunakan oleh semua etsa profesional: pengukuran sudut sentuhan air.Teknik ini dilakukan dengan mendepositkan titisan air yang sangat disucikan pada PTFE dan mengukur bagaimana titisan itu bertindak.Penurunan kecil itu sama ada akan naik kerana ia lebih tertarik kepada dirinya sendiri daripada PTFE, atau ia akan "basah" dan rata pada permukaan kerana ia sangat tertarik kepada PTFE.Secara umumnya, semakin berjaya goresan kimia - semakin rendah sudut sentuhan (, semakin rata kejatuhan) akan menjadi.Ini sering dirujuk sebagai menguji "kebolehbasahan" permukaan kerana, pada asasnya, jika permukaan terukir dengan betul dan titisan air merebak, lebih banyak permukaan menjadi basah.
Gambar ituatasmenunjukkan pandangan atas-bawah setitik air (di dalam cincin kuning dan biru kecil) pada tiub PTFE sebelum ia telah terukir. Seperti yang anda boleh lihat, tepi titisan membuat sudut 95 darjah dengan permukaan tiub.
Imej di atas menunjukkan titisan air yang serupa dimendapkan pada tiub PTFE selepas terukir.Anda boleh tahu bahawa titisan telah merebak lebih jauh di permukaan tiub kerana cincin kuning dan biru lebih besar.Ini bermakna bahawa tepi jatuh mencipta sudut sentuhan yang lebih rendah dengan permukaan tiub.Dan apabila mengukur sudut itu dengan peranti Surface Analyst, yang mana kedua-dua imej ini diambil, kita melihat bahawa, ya, sudutnya ialah 38 darjah.Jika itu memenuhi keperluan yang telah ditetapkan kami untuk nombor yang perlu kami tekan untuk memastikan tiub ini boleh diikat, maka kami baru sahaja mengesahkan bahawa permukaan telah terukir dengan secukupnya.
Untuk penggunaan ujian sudut sentuhan air yang paling berkesan, adalah penting untuk bekerjasama dengan Saintis Permukaan untuk memahami apakah julat sudut yang sesuai untuk dicapai selepas goresan anda.Ini membolehkan anda membina proses ikatan yang boleh diramal berdasarkan spesifikasi yang boleh diukur.Kerana jika anda tahu bahawa anda perlu mencipta permukaan dengan sudut sentuhan tertentu, maka anda tahu bahawa apabila anda melakukannya, lekatan anda akan berjaya.
Selain itu, untuk memastikan proses goresan yang cekap, adalah penting untuk mengambil ukuran sudut sentuhan air sebelum goresan berlaku.Mendapatkan penilaian kebersihan garis dasar membolehkan anda mengetahui dengan tepat parameter etch yang diperlukan untuk mencapai keperluan sudut sentuhan anda.
Mengekalkan Etch Anda
Penyimpanan PTFE terukir dengan betul adalah penting untuk proses lekatan yang berjaya.Penyimpanan dan inventori ialah Titik Kawalan Kritikal (CCP).CCP ini berada di mana-mana sahaja dalam keseluruhan proses di mana permukaan bahan mempunyai peluang untuk berubah, untuk kebaikan atau keburukan, dan mungkin secara tidak sengaja.CCP storan adalah penting untuk PTFE terukir kerana permukaan yang baru dibersihkan secara kimia adalah sangat reaktif sehingga apa-apa yang bersentuhan dengannya boleh mengubah dan merendahkan kerja anda.
Amalan terbaik dalam menyimpan PTFE post-etch adalah dengan menggunakan pembungkusan asal yang diterimanya jika ia boleh ditutup semula.Jika itu tidak tersedia, maka beg penyekat UV adalah alternatif yang baik.Jauhkan PTFE daripada udara dan kelembapan sebanyak mungkin, dan sebelum cuba mengikatnya, pastikan anda mengambil ukuran sudut sesentuh untuk memastikan ia telah mengekalkan keupayaannya untuk mengikat.
PTFE ialah bahan yang luar biasa dengan pelbagai aplikasi, tetapi untuk memanfaatkannya sepenuhnya, ia mesti terukir secara kimia dan kemudian diikat dalam kebanyakan kes.Untuk memastikan ini dilakukan dengan secukupnya, ujian yang sensitif terhadap perubahan kimia pada permukaan perlu digunakan.Bekerjasama dengan pakar bahan yang memahami proses pembuatan anda untuk mengoptimumkan goresan anda dan menanamkan kepastian ke dalam aliran kerja anda.
Masa siaran: Jul-17-2023