Jaké strukturální změny nastanou u tkaniny ze skleněných vláken potažených PTFE v chemicky korozivním prostředí?

Tkanina ze skleněných vláken potažená PTFE je kompozitní materiál vyrobený impregnací tkaniny ze skleněných vláken disperzí polytetrafluorethylenu (PTFE) a následným slinováním při vysoké teplotě. Jeho strukturu lze rozdělit na dvě části: PTFE povlak a základní tkaninu ze skelných vláken.

 

V chemicky korozivním prostředí závisí strukturální změny na druhu, koncentraci a teplotě korozního média a také na tom, zda primárně napadá povlak nebo podklad. Podívejme se na tuto vrstvu po vrstvě z pohledu výrobců tkanin ze skleněných vláken potažených PTFE:

 

I. Změny v PTFE povlaku: Extrémně stabilní v naprosté většině případů

 

PTFE je známý jako 'král plastů' díky svým extrémně silným vazbám uhlík-fluor a výjimečně vysoké chemické inertnosti. V běžných chemicky korozivních prostředích (včetně vroucího aqua regia, koncentrované kyseliny sírové, koncentrované kyseliny dusičné, organických rozpouštědel atd.) nedochází jeho struktura molekulového řetězce prakticky k žádným chemickým změnám. Za následujících extrémních podmínek však dojde k poškození konstrukce:

 

1. Roztavené alkalické kovy / silné alkalické roztoky (např. sodík, draslík, hydroxid sodný při vysokých teplotách)

 

- Strukturální změny: Alkalické kovy budou extrahovat atomy fluoru z PTFE, což způsobí dehydrofluorační reakci. Skupiny -CF2- v molekulárním řetězci jsou zničeny, tvoří se dvojné vazby uhlík-uhlík (-C=C-) a následně dochází ke karbonizaci.

- Makroskopický projev: Povlak se mění z mléčně bílé/průsvitné na hnědou nebo černou, ztrácí pružnost, křehne a práší. Toto je typická chemická degradace.

 

2. Silná fluorační činidla a některé halogenované uhlovodíky (za vysoké teploty a tlaku)

 

- Elementární fluor (F₂), fluorid chloritý (ClF3) a podobná činidla mohou rozbít uhlík-uhlík páteř a způsobit rozklad povlaku.

- Při vysoké teplotě a tlaku mohou některá rozpouštědla freonového typu způsobit silné bobtnání PTFE. Ačkoli chemická reakce nemusí nutně nastat, fyzikální struktura trpí sníženou krystalinitou, objemovou expanzí a ztrátou pevnosti v důsledku oddělování molekulárních řetězců.

 

3. Silné oxidační kyseliny při vysokých teplotách

 

- Dlouhodobé ponoření do dýmavé kyseliny dusičné nebo horké koncentrované kyseliny sírové může pomalu oxidovat povrch PTFE, zavádět polární skupiny, jako jsou karbonylové a hydroxylové skupiny, a zvyšovat povrchovou energii. To se však u konvenčních aplikací vyskytuje jen zřídka.

 

Klíčový bod: U naprosté většiny chemických médií je samotný PTFE povlak strukturálně 'nezměněn'. Problém však často spočívá v tom, že není absolutně nepropustný, stejně jako v jeho fyzikální morfologii.

 

II. Změny v základní tkanině ze skleněných vláken: Slabý článek celého materiálu

 

Hlavními složkami skelných vláken jsou oxid křemičitý (SiO₂) a některé oxidy kovů. Jakmile je tato část zkorodována, celková struktura vysokoteplotní tkaniny se zhroutí.

 

1. Smrtelný útok kyseliny fluorovodíkové (HF)

 

- Strukturální změny: HF podléhá specifické reakci s SiO₂: SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H2O. Sklolaminátová kostra se přímo rozpustí a zmizí.

- Makroskopický projev: Povrch látky rychle ztrácí pevnost, stává se jako měkká kůže, přičemž zbývá pouze povlak, snadno se trhá při tahu, přičemž dochází k velkému oddělení povlaku a substrátu. Jedná se o nejobávanější chemickou korozi materiálů na bázi skleněných vláken. Dokud jsou v povlaku dírky nebo odkryté okraje, poškození je zničující.

 

2. Pomalé leptání silnými alkáliemi (zejména horké koncentrované alkálie)

 

- Strukturální změny: OH⁻ ionty rozbíjejí siloxanové vazby (-Si-O-Si-) ve skleněné síti a vytvářejí rozpustné silikáty. Povrch vlákna se mění z hladkého na drsný, objevují se důlky a praskliny, průměr vlákna se ztenčuje a nakonec se láme.

- Makroskopický projev: Pevnost neustále klesá, tkanina se stává křehkou a při ohýbání prasklá vlákna vyčnívají skrz povlak, což způsobuje praskání a odlupování povlaku.

 

3. Kyselá média (kromě kyseliny fluorovodíkové)

 

- Strukturální změny: Běžné kyseliny (kyselina chlorovodíková, sírová atd.) přednostně vyluhují nekřemičité složky (jako hliník, oxidy vápníku atd.) ze skelných vláken, přičemž většinou zůstává křemičitá kostra. Tento proces je běžně známý jako 'louhování', tvořící mikroporézní strukturu na povrchu vlákna.

- Makroskopický projev: Tkanina se stává tvrdší a křehčí, se změnami ve smrštění, i když celkový tvar lze zachovat. Síla klesá v důsledku koncentrace stresu.

 

III. Změny na složeném rozhraní: Skryté selhání

 

Chemická prostředí často neútočí čelně, ale místo toho pronikají z okrajů nebo přes mikrodefekty.

 

- Penetrace a delaminace: Organická rozpouštědla nebo roztoky kyselin pronikají dírkami, mikrotrhlinami nebo řeznými hranami v PTFE povlaku a napadají skleněné vlákno. Reakční produkty nebo pronikající kapaliny se hromadí na rozhraní, generují osmotický tlak, což způsobuje, že PTFE povlak ve velkém měřítku puchýřuje a odděluje se od substrátu ze skleněných vláken.

- Praskání v důsledku koroze: Vysokoteplotní tkanina je během používání pod napětím. Koroze skelného vlákna chemickým prostředím (zejména silnými alkáliemi) působí synergicky s mechanickým namáháním a způsobuje rychlé šíření trhlin podél radiálního směru vlákna, což vede k náhlému lomu tkaniny s čistou morfologií křehkého lomu v místě přetržení.

 

V chemicky korozivním prostředí lze strukturální změny tkaniny ze skleněných vláken potažených PTFE shrnout takto: povlak 'King of Plastics' zůstává téměř stejně stabilní jako hora, zatímco základní tkanina ze skleněných vláken - jakmile pronikne nebo napadne - se stane Achillovou patou, což vede k rozpuštění kostry, delaminaci rozhraní a zhroucení celého materiálu zevnitř ven.

 

---

 

Výše uvedené informace poskytuje Jiangsu Aoke New Material Technology Co., Ltd.

 

Chcete-li se dozvědět více o podrobných parametrech, aplikačních scénářích a možnostech přizpůsobení pro naši celou řadu produktů – včetně tkaniny ze skelných vláken potažených PTFE, pásky ze skelných vláken potažených PTFE, pásů ze skelných vláken potažených PTFE, lepených bezešvých pásů, jednostranné tkaniny PTFE, dopravníkových pásů odolných vůči vysokým teplotám a tkaniny odolné vůči vysokým teplotám – bez použití skelných vláken

 

Horká linka:  

Pan Guo: 18944819998  

Pan Liu: 13705266308  

 

Vždy zastáváme profesionální filozofii služeb založenou na integritě a jsme odhodláni poskytovat vám komplexní řešení a pozorný servis!