Polytetrafluoroethylene หรือ PTFE เป็นวัสดุทั่วไปที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเกือบทุกอุตสาหกรรมหลักๆฟลูออโรโพลีเมอร์ที่หล่อลื่นเป็นพิเศษและใช้งานได้อเนกประสงค์นี้เข้าถึงทุกคนตั้งแต่อุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์ (เป็นฉนวนหุ้มสายเคเบิล) ไปจนถึงการบำรุงรักษาเครื่องดนตรี (พบได้ในน้ำมันวาล์วทองเหลืองและเครื่องเป่าลมไม้สำหรับใช้กับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว)การใช้งานที่มีชื่อเสียงที่สุดน่าจะเป็นการใช้เป็นพื้นผิวกันติดบนหม้อและกระทะPTFE สามารถขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนขึ้นรูปได้ใช้เป็นข้อต่อท่ออ่อน ตัววาล์ว ฉนวนไฟฟ้า แบริ่ง และเกียร์และอัดขึ้นรูปเป็นท่อ
ความทนทานต่อสารเคมีและความเฉื่อยทางเคมีในระดับสูงสุด รวมถึงคุณสมบัติน้ำหนักเบาแต่แข็งแกร่งของ PTFE ทำให้มีข้อได้เปรียบอย่างมากในการผลิตและการใช้อุปกรณ์ทางการแพทย์เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำเป็นพิเศษ (ซึ่งเป็นวิธีการทางคณิตศาสตร์ในการบอกว่าพื้นผิวลื่นอย่างน่าทึ่ง)ท่อพีทีเอฟสามารถใช้เพื่อถ่ายโอนสารเคมีที่รุนแรงหรือเครื่องมือทางการแพทย์ที่ต้องรักษาความบริสุทธิ์และต้องผ่านเข้าสู่ร่างกายอย่างปลอดภัยในระหว่างการผ่าตัดท่อ PTFE มีความหล่อลื่น ยืดหยุ่น และบางมากจนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับ ID สายสวน (เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน) ซึ่งเครื่องมือต่างๆ เช่น การใส่ขดลวด บอลลูน การผ่าตัดเอาหลอดเลือดออก หรืออุปกรณ์ขยายหลอดเลือด จำเป็นต้องเลื่อนผ่านได้อย่างอิสระโดยไม่มีอุปสรรคหรือสิ่งกีดขวางเนื่องจากไม่มีอะไรเกาะติดกับสิ่งนี้ จึงสามารถรบกวนความสามารถของแบคทีเรียและสารติดเชื้ออื่นๆ ในการเกาะติดกับท่อและทำให้เกิดการติดเชื้อในโรงพยาบาลได้
คุณลักษณะอันน่าทึ่งทั้งหมดนี้ของ PTFE หมายความว่า PTFE จะเชื่อมโยงกับสิ่งอื่นเกือบตลอดเวลาหากมันถูกใช้เป็นสารเคลือบ เป็นปะเก็นซีล หรือเป็นท่อที่มีแจ็คเก็ต Pebax และปลอกโลหะที่เชื่อมต่อกันแบบพลาสติก ก็มีแนวโน้มมากที่มันจะต้องยึดติดกับวัสดุอื่นคุณอาจสังเกตเห็นสิ่งที่เราพูดไปแล้ว: ไม่มีสิ่งใดยึดติดกับ PTFEคุณสมบัติที่ทำให้วัสดุนี้น่าดึงดูดสำหรับบริษัทอุปกรณ์ทางการแพทย์ยังมีแนวโน้มที่จะสร้างความท้าทายด้านการผลิตในระหว่างการพัฒนาผลิตภัณฑ์และการผลิตอีกด้วยการทำให้สารเคลือบ อีลาสโตเมอร์ และส่วนประกอบอื่นๆ ของอุปกรณ์ยึดติดกับ PTFE ถือเป็นความท้าทายอย่างยิ่ง และต้องมีการควบคุมกระบวนการที่เข้มงวด
แล้วผู้ผลิตจะทำให้วัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและไม่ติดพันธะนี้ติดกันได้อย่างไร?และพวกเขารู้ได้อย่างไรว่าได้รับการบำบัดหรือเตรียมอย่างเหมาะสมและพร้อมที่จะติดหรือเคลือบแล้ว?
ความสำคัญของการกัดกรด PTFE ทางเคมี
เพื่ออธิบายว่าทำไมจึงต้องกัดกรดด้วยสารเคมี จำเป็นต้องทำความเข้าใจว่าอะไรทำให้ PTFE ขาดความสามารถในการยึดติดPTFE ประกอบด้วยพันธะเคมีที่มีความเสถียรสูง ซึ่งทำให้ยากต่อการเกาะติดกับสิ่งอื่นใด แม้จะเป็นเวลาสั้นๆ ก็ตาม
เนื่องจาก PTFE เป็นสารเคมีเฉื่อย หมายความว่าพื้นผิวไม่ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลเคมีใดๆ ที่สัมผัสกับมัน ไม่ว่าจะอยู่ในอากาศหรือบนพื้นผิวของวัสดุอื่นๆ พื้นผิวจึงต้องได้รับการแก้ไขทางเคมีเพื่อยึดติดกับสายเคเบิล โลหะหรือท่อที่ใช้กับ
การยึดเกาะทั้งหมดเป็นกระบวนการทางเคมีที่ชั้นโมเลกุล 1-5 ชั้นบนสุดของพื้นผิวมีปฏิกิริยากับสารเคมีที่มีอยู่ในชั้นโมเลกุล 1-5 ชั้นบนสุดของพื้นผิวใดก็ตามที่ทาลงไปดังนั้นพื้นผิวของ PTFE จึงจำเป็นต้องทำปฏิกิริยาทางเคมี แทนที่จะทำปฏิกิริยาเฉื่อยทางเคมีเพื่อให้สามารถยึดเกาะได้สำเร็จในด้านวัสดุศาสตร์ พื้นผิวที่มีปฏิกิริยาสูงและกระตือรือร้นที่จะเกาะติดกับโมเลกุลอื่นๆ เรียกว่า "พื้นผิวที่มีพลังงานสูง"ดังนั้น PTFE จึงจำเป็นต้องเปลี่ยนจากสถานะ "พลังงานต่ำ" ซึ่งเป็นสภาวะพื้นฐาน ไปเป็นคุณภาพที่สามารถเชื่อมติดได้ "พลังงานสูง"
มีหลายวิธีในการทำเช่นนี้ รวมถึงการบำบัดพลาสมาแบบสุญญากาศ และมีบางคนกล่าวว่าพวกเขาสามารถบรรลุพื้นผิวที่ยึดติดได้บน PTFE โดยการขัด ขัด หรือใช้ไพรเมอร์ที่ออกแบบมาสำหรับ PVC หรือโพลีโอเลฟินส์อย่างไรก็ตาม วิธีการที่ใช้กันทั่วไปและได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์มากที่สุดคือกระบวนการที่เรียกว่าการกัดด้วยสารเคมี
การกัดเซาะจะทำลายพันธะคาร์บอน-ฟลูออรีนบางส่วนของ PTFE (ซึ่งประกอบเป็นฟลูออโรโพลีเมอร์ทั้งหมด) ส่งผลให้คุณสมบัติทางเคมีของบริเวณที่ถูกกัดกร่อนเปลี่ยน โดยเปลี่ยนจากพื้นผิวเฉื่อยไปเป็นพื้นผิวที่มีปฏิกิริยาและสามารถทำปฏิกิริยาทางเคมีกับสารอื่นๆ ได้ .พื้นผิวที่ได้จะมีความหล่อลื่นน้อยลง แต่ปัจจุบันกลายเป็นพื้นผิวที่สามารถติดกาว ขึ้นรูป หรือยึดติดกับวัสดุอื่นได้ รวมทั้งสามารถพิมพ์หรือแกะสลักได้
การกัดกรดทำได้โดยการใส่ PTFE ลงในสารละลายโซเดียม เช่นเดียวกับ Tetra Etch ที่ใช้กันทั่วไปปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นกับพื้นผิวจะขจัดโมเลกุลฟลูออรีนออกจากแกนหลักของคาร์บอน-ฟลูออรีนของฟลูออโรโพลีเมอร์ ปล่อยให้อะตอมของคาร์บอนที่ขาดอิเล็กตรอนพื้นผิวที่เพิ่งแกะสลักใหม่มีพลังงานสูงมาก และเมื่อสัมผัสกับอากาศ โมเลกุลของออกซิเจน ไอน้ำ และไฮโดรเจนจะได้รับอนุญาตให้บินเข้ามาแทนที่โมเลกุลของฟลูออรีน ซึ่งช่วยให้สามารถฟื้นฟูอิเล็กตรอนได้กระบวนการฟื้นฟูนี้ส่งผลให้เกิดฟิล์มปฏิกิริยาของโมเลกุลบนพื้นผิวที่สามารถยึดเกาะได้
สิ่งที่ยอดเยี่ยมอย่างหนึ่งเกี่ยวกับการกัดด้วยสารเคมีคือสามารถเปลี่ยนชั้นโมเลกุลเพียงไม่กี่ชั้นด้านบนได้ และปล่อยให้ส่วนที่เหลือของ PTFE ยังคงอยู่ครบถ้วนพร้อมคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ทั้งหมด
วิธีการตรวจสอบความสอดคล้องของกระบวนการกัดกรดด้วยสารเคมี
คุณสมบัติหลักของ PTFE ยังคงเหมือนเดิม เนื่องจากการกัดด้วยสารเคมีจะส่งผลต่อชั้นโมเลกุลชั้นบนสุดเพียงไม่กี่ชั้นเท่านั้นอย่างไรก็ตาม ท่ออาจมีสีน้ำตาลหรือสีแทนการเปลี่ยนแปลงของสีดูเหมือนจะไม่สัมพันธ์กับความสามารถในการยึดติดของพื้นผิว ดังนั้นอย่าใช้การเปลี่ยนสีนี้เป็นข้อบ่งชี้ที่แท้จริงของการสลัก PTFE ได้ดีเพียงใด
วิธีที่ดีที่สุดที่จะรู้ว่าการแกะสลักของคุณทำให้เกิดพื้นผิวแบบที่คุณต้องการคือการใช้วิธีที่ช่างแกะสลักมืออาชีพทุกคนใช้ นั่นคือ การวัดมุมที่สัมผัสกับน้ำเทคนิคนี้ทำได้โดยการหยดน้ำที่มีความบริสุทธิ์สูงหยดหนึ่งลงบน PTFE และวัดพฤติกรรมของหยดนั้นหยดเล็กๆ อาจจะกลายเป็นเม็ดบีดเพราะมันดึงดูดตัวเองมากกว่า PTFE หรือมันจะ "เปียกออก" และแบนราบกับพื้นผิวเพราะมันถูกดึงดูดกับ PTFE มากโดยทั่วไป ยิ่งการกัดกรดด้วยสารเคมีประสบความสำเร็จมากขึ้น มุมสัมผัสก็จะยิ่งต่ำลง (การหยดจะยิ่งราบเรียบมากขึ้น)สิ่งนี้มักเรียกว่าการทดสอบ "ความสามารถในการเปียก" ของพื้นผิว เพราะโดยพื้นฐานแล้ว หากพื้นผิวถูกแกะสลักอย่างเหมาะสมและมีหยดน้ำกระจายออกไป พื้นผิวก็จะเปียกมากขึ้น
รูปภาพข้างบนแสดงมุมมองจากบนลงล่างของหยดน้ำ (ภายในวงแหวนสีเหลืองและสีน้ำเงินเล็กๆ) บนท่อ PTFE ก่อนที่จะถูกแกะสลัก อย่างที่คุณเห็น ขอบของหยดน้ำทำมุม 95 องศากับพื้นผิวของ หลอด.
ภาพด้านบนแสดงหยดน้ำที่คล้ายกันที่สะสมอยู่บนท่อ PTFE หลังจากถูกกัดเซาะคุณจะบอกได้ว่าหยดนั้นได้กระจายออกไปบนพื้นผิวของหลอดมากขึ้นเพราะวงแหวนสีเหลืองและสีน้ำเงินมีขนาดใหญ่กว่าซึ่งหมายความว่าขอบหล่นกำลังสร้างมุมสัมผัสที่ต่ำกว่ากับพื้นผิวของท่อและเมื่อวัดมุมนั้นด้วยอุปกรณ์ Surface Analyst ซึ่งทั้งสองภาพนี้ถ่ายมา เราจะพบว่า ใช่ มุมนั้นคือ 38 องศาหากเป็นไปตามข้อกำหนดที่กำหนดไว้ล่วงหน้าของเราสำหรับจำนวนที่เราต้องกระแทกเพื่อให้แน่ใจว่าท่อนี้สามารถยึดติดได้ แสดงว่าเราเพิ่งตรวจสอบแล้วว่าพื้นผิวได้รับการกัดเซาะอย่างเพียงพอ
เพื่อการใช้การทดสอบมุมสัมผัสน้ำอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด สิ่งสำคัญคือต้องทำงานร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ด้านพื้นผิวเพื่อทำความเข้าใจว่าช่วงมุมที่เหมาะสมที่สุดที่จะไปถึงคือเท่าใดหลังจากการกัดเซาะของคุณวิธีนี้ช่วยให้คุณสร้างกระบวนการติดที่คาดเดาได้โดยอิงตามข้อกำหนดเฉพาะเชิงปริมาณเพราะถ้าคุณรู้ว่าคุณจำเป็นต้องสร้างพื้นผิวที่มีมุมสัมผัสเฉพาะ คุณจะรู้ว่าเมื่อทำเช่นนั้น การยึดเกาะของคุณจะประสบความสำเร็จ
นอกจากนี้ เพื่อให้มั่นใจว่ากระบวนการกัดกรดมีประสิทธิภาพ สิ่งสำคัญคือต้องทำการวัดมุมที่สัมผัสกับน้ำก่อนการกัดจะเกิดขึ้นการประเมินความสะอาดขั้นพื้นฐานช่วยให้คุณทราบได้อย่างแน่ชัดว่าพารามิเตอร์ของการกัดกรดจำเป็นต้องมีเท่าใดจึงจะบรรลุข้อกำหนดด้านมุมสัมผัสของคุณ
ดูแลรักษาจำหลักของคุณ
การเก็บรักษา PTFE ที่สลักไว้อย่างเหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญต่อกระบวนการยึดเกาะที่ประสบความสำเร็จการจัดเก็บและสินค้าคงคลังเป็นจุดควบคุมวิกฤต (CCP)CCP เหล่านี้อยู่ที่ใดก็ได้ในกระบวนการทั้งหมด ซึ่งพื้นผิวของวัสดุมีโอกาสที่จะเปลี่ยนแปลง ในทางดีหรือไม่ดี และอาจเกิดขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจCCP การจัดเก็บมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ PTFE ที่ถูกแกะสลัก เนื่องจากพื้นผิวที่เพิ่งทำความสะอาดด้วยสารเคมีนั้นมีปฏิกิริยามากจนทุกสิ่งที่สัมผัสสามารถเปลี่ยนแปลงและทำให้งานของคุณเสื่อมคุณภาพได้
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการจัดเก็บ PTFE post-etch คือการใช้บรรจุภัณฑ์เดิมที่ส่งมาหากสามารถปิดผนึกได้หากไม่มีให้ใช้ ถุงป้องกันรังสียูวีก็เป็นทางเลือกที่ดีเก็บ PTFE ให้ห่างจากอากาศและความชื้นให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และก่อนที่จะพยายามยึดติด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้วัดมุมสัมผัสเพื่อให้แน่ใจว่ายังคงความสามารถในการยึดติดได้
PTFE เป็นวัสดุพิเศษที่มีการใช้งานมากมาย แต่เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดนั้น จะต้องผ่านการกัดเซาะทางเคมีแล้วจึงเชื่อมติดกันในกรณีส่วนใหญ่เพื่อให้แน่ใจว่าทำได้เพียงพอ จึงจำเป็นต้องใช้การทดสอบที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงทางเคมีบนพื้นผิวร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุที่เข้าใจกระบวนการผลิตของคุณเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแกะสลักและปลูกฝังความมั่นใจให้กับขั้นตอนการทำงานของคุณ
เวลาโพสต์: Jul-17-2023