પીટીએફઇ-કોટેડ ફાઇબરગ્લાસ ફેબ્રિક એક સંયુક્ત સામગ્રી છે જે ફાઇબરગ્લાસ કાપડને પોલિટેટ્રાફ્લોરોઇથિલિન (પીટીએફઇ) વિખેરીને ગર્ભિત કરીને અને પછી ઊંચા તાપમાને સિન્ટરિંગ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. તેની રચનાને બે ભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: પીટીએફઇ કોટિંગ અને ફાઇબરગ્લાસ બેઝ ફેબ્રિક.
રાસાયણિક રીતે કાટ લાગતા વાતાવરણમાં, માળખાકીય ફેરફારો સડો કરતા માધ્યમના પ્રકાર, સાંદ્રતા અને તાપમાન પર તેમજ તે મુખ્યત્વે કોટિંગ અથવા સબસ્ટ્રેટ પર હુમલો કરે છે તેના પર આધાર રાખે છે. ચાલો પીટીએફઇ-કોટેડ ફાઇબરગ્લાસ ફેબ્રિક ઉત્પાદકોના પરિપ્રેક્ષ્યમાં સ્તર દ્વારા આ સ્તરનું પરીક્ષણ કરીએ:
I. પીટીએફઇ કોટિંગમાં ફેરફારો: મોટા ભાગના કેસોમાં અત્યંત સ્થિર
પીટીએફઇ તેના અત્યંત મજબૂત કાર્બન-ફ્લોરિન બોન્ડ્સ અને અપવાદરૂપે ઉચ્ચ રાસાયણિક જડતાને કારણે 'પ્લાસ્ટિકના રાજા' તરીકે પ્રખ્યાત છે. સામાન્ય રાસાયણિક રીતે કાટ લાગતા વાતાવરણમાં (ઉકળતા એક્વા રેજિયા, કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ, કેન્દ્રિત નાઈટ્રિક એસિડ, કાર્બનિક દ્રાવકો વગેરે સહિત), તેની પરમાણુ સાંકળની રચનામાં વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ રાસાયણિક ફેરફારો થતા નથી. જો કે, નીચેની આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, માળખાને નુકસાન થશે:
- માળખાકીય ફેરફારો: અલ્કલી ધાતુઓ PTFE માંથી ફ્લોરિન પરમાણુ કાઢશે, જેના કારણે ડિહાઇડ્રોફ્લોરીનેશન પ્રતિક્રિયા થાય છે. મોલેક્યુલર સાંકળમાં -CF₂- જૂથો નાશ પામે છે, કાર્બન-કાર્બન ડબલ બોન્ડ્સ (-C=C-) બનાવે છે અને ત્યારબાદ કાર્બનીકરણ તરફ દોરી જાય છે.
- મેક્રોસ્કોપિક અભિવ્યક્તિ: કોટિંગ દૂધિયું સફેદ/અર્ધપારદર્શકમાંથી ભૂરા અથવા કાળામાં બદલાય છે, લવચીકતા ગુમાવે છે, બરડ બની જાય છે અને પાવડર બને છે. આ લાક્ષણિક રાસાયણિક અધોગતિ છે.
2. મજબૂત ફ્લોરિનેટીંગ એજન્ટો અને ચોક્કસ હેલોજેનેટેડ હાઇડ્રોકાર્બન્સ (ઉચ્ચ તાપમાન અને દબાણ હેઠળ)
- એલિમેન્ટલ ફ્લોરિન (F₂), ક્લોરિન ટ્રાઇફ્લોરાઇડ (ClF₃), અને સમાન એજન્ટો કાર્બન-કાર્બન કરોડરજ્જુને તોડી શકે છે, જેના કારણે કોટિંગ વિઘટિત થાય છે.
- ઊંચા તાપમાન અને દબાણ હેઠળ, કેટલાક ફ્રીઓન-પ્રકારના સોલવન્ટ્સ પીટીએફઇના ગંભીર સોજાનું કારણ બની શકે છે. જો કે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા જરૂરી નથી હોતી, ભૌતિક માળખું સ્ફટિકીયતામાં ઘટાડો, વોલ્યુમ વિસ્તરણ અને પરમાણુ સાંકળોને બળજબરીથી અલગ થવાને કારણે શક્તિ ગુમાવવાથી પીડાય છે.
3. ઊંચા તાપમાને મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ્સ
- ફ્યુમિંગ નાઈટ્રિક એસિડ અથવા ગરમ કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં લાંબા સમય સુધી નિમજ્જન પીટીએફઇ સપાટીને ધીમે ધીમે ઓક્સિડાઇઝ કરી શકે છે, ધ્રુવીય જૂથો જેમ કે કાર્બોનિલ અને હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોની રજૂઆત કરી શકે છે અને સપાટીની ઊર્જામાં વધારો કરી શકે છે. જો કે, પરંપરાગત એપ્લિકેશનોમાં આ ભાગ્યે જ જોવા મળે છે.
મુખ્ય મુદ્દો: મોટાભાગના રાસાયણિક માધ્યમો માટે, પીટીએફઇ કોટિંગ પોતે જ માળખાકીય રીતે 'અપરિવર્તિત' છે. જો કે, સમસ્યા ઘણીવાર એ હકીકતમાં રહે છે કે તે સંપૂર્ણપણે અભેદ્ય નથી, તેમજ તેના ભૌતિક આકારશાસ્ત્રમાં.
II. ફાઇબરગ્લાસ બેઝ ફેબ્રિકમાં ફેરફારો: સમગ્ર સામગ્રીની નબળી કડી
ફાઇબરગ્લાસના મુખ્ય ઘટકો સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ (SiO₂) અને કેટલાક મેટલ ઓક્સાઇડ છે. એકવાર આ ભાગ કોરોડ થઈ જાય, પછી ઉચ્ચ-તાપમાન ફેબ્રિકનું એકંદર માળખું તૂટી જશે.
1. હાઈડ્રોફ્લોરિક એસિડ (HF) નો જીવલેણ હુમલો
- માળખાકીય ફેરફારો: HF SiO₂ સાથે ચોક્કસ પ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થાય છે: SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O. ફાઇબરગ્લાસ હાડપિંજર સીધું ઓગળી જાય છે અને અદૃશ્ય થઈ જાય છે.
- મેક્રોસ્કોપિક અભિવ્યક્તિ: ફેબ્રિકની સપાટી ઝડપથી તાકાત ગુમાવે છે, માત્ર કોટિંગ બાકી રહેતી નરમ ત્વચા જેવી બની જાય છે, ખેંચવા પર સરળતાથી ફાટી જાય છે, કોટિંગ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચે મોટા પાયે વિભાજન સાથે. કાચ-ફાઇબર-આધારિત સામગ્રી માટે આ સૌથી ભયંકર રાસાયણિક કાટ છે. જ્યાં સુધી કોટિંગ અથવા ખુલ્લી ધારમાં પિનહોલ્સ હોય ત્યાં સુધી નુકસાન વિનાશક છે.
2. મજબૂત આલ્કલીસ દ્વારા ધીમી કોતરણી (ખાસ કરીને ગરમ કેન્દ્રિત આલ્કલીસ)
- માળખાકીય ફેરફારો: OH⁻ આયનો કાચના નેટવર્કમાં સિલોક્સેન બોન્ડ (-Si-O-Si-) ને તોડે છે, દ્રાવ્ય સિલિકેટ બનાવે છે. ફાઇબરની સપાટી સુંવાળીથી ખરબચડીમાં બદલાય છે, જેમાં ખાડાઓ અને તિરાડો દેખાય છે, ફાઇબરનો વ્યાસ પાતળો થાય છે અને અંતે ફ્રેક્ચર થાય છે.
- મેક્રોસ્કોપિક અભિવ્યક્તિ: તાકાત સતત ઘટતી જાય છે, ફેબ્રિક બરડ બની જાય છે, અને જ્યારે વળાંક આવે છે, ત્યારે ફ્રેક્ચર્ડ રેસા કોટિંગમાંથી બહાર નીકળી જાય છે, જેના કારણે કોટિંગ ફાટી જાય છે અને છાલ નીકળી જાય છે.
3. એસિડિક મીડિયા (હાઈડ્રોફ્લોરિક એસિડ સિવાય)
- માળખાકીય ફેરફારો: સામાન્ય એસિડ્સ (હાઈડ્રોક્લોરિક એસિડ, સલ્ફ્યુરિક એસિડ, વગેરે) ફાઈબરગ્લાસમાંથી બિન-સિલિકા ઘટકો (જેમ કે એલ્યુમિનિયમ, કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ્સ વગેરે) ને પ્રાધાન્યપૂર્વક બહાર કાઢે છે, મોટે ભાગે સિલિકા હાડપિંજર છોડી દે છે. આ પ્રક્રિયાને સામાન્ય રીતે 'લીચિંગ' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે ફાઈબરની સપાટી પર માઇક્રોપોરસ સ્ટ્રક્ચર બનાવે છે.
- મેક્રોસ્કોપિક અભિવ્યક્તિ: સંકોચનમાં ફેરફાર સાથે ફેબ્રિક સખત અને વધુ બરડ બની જાય છે, જોકે એકંદર સ્વરૂપ જાળવી શકાય છે. તાણની એકાગ્રતાને કારણે શક્તિ ઘટે છે.
III. સંયુક્ત ઇન્ટરફેસ પર ફેરફારો: છુપાયેલ નિષ્ફળતા
રાસાયણિક વાતાવરણ ઘણીવાર માથા પર હુમલો કરતા નથી પરંતુ તેના બદલે કિનારીઓમાંથી અથવા સૂક્ષ્મ ખામીઓ દ્વારા પ્રવેશ કરે છે.
- પેનિટ્રેશન અને ડિલેમિનેશન: ઓર્ગેનિક સોલવન્ટ્સ અથવા એસિડ સોલ્યુશન્સ પીટીએફઇ કોટિંગમાં પિનહોલ્સ, માઇક્રો-ક્રેક્સ અથવા કટ કિનારીઓ દ્વારા પ્રવેશ કરે છે, ફાઇબર ગ્લાસ પર હુમલો કરે છે. રિએક્શન પ્રોડક્ટ્સ અથવા પેનિટ્રેટિંગ લિક્વિડ્સ ઇન્ટરફેસ પર એકઠા થાય છે, ઓસ્મોટિક પ્રેશર પેદા કરે છે, જેના કારણે PTFE કોટિંગ મોટા પાયે ફાયબરગ્લાસ સબસ્ટ્રેટમાંથી ફોલ્લા અને ડિલેમિનેટ થાય છે.
- સ્ટ્રેસ કાટ ક્રેકીંગ: ઉચ્ચ-તાપમાન ફેબ્રિક ઉપયોગ દરમિયાન તણાવ હેઠળ છે. રાસાયણિક માધ્યમો (ખાસ કરીને મજબૂત આલ્કલીસ) દ્વારા ફાઇબરગ્લાસનો કાટ યાંત્રિક તાણ સાથે સુમેળપૂર્ણ રીતે કાર્ય કરે છે, જેના કારણે ફાયબર રેડિયલ દિશામાં ઝડપથી તિરાડો ફેલાય છે, જે વિરામ સમયે સ્વચ્છ બરડ-ફ્રેક્ચર મોર્ફોલોજી સાથે અચાનક ફેબ્રિક ફ્રેક્ચર તરફ દોરી જાય છે.
રાસાયણિક રીતે કાટ લાગતા વાતાવરણમાં, પીટીએફઇ-કોટેડ ફાઇબરગ્લાસ ફેબ્રિકના માળખાકીય ફેરફારોનો સારાંશ આ રીતે કરી શકાય છે: 'પ્લાસ્ટિકનો રાજા' કોટિંગ લગભગ પર્વતની જેમ સ્થિર રહે છે, જ્યારે ફાઇબરગ્લાસ બેઝ ફેબ્રિક-એકવાર ઘૂસી જાય અથવા હુમલો કર્યા પછી-એકિલિસની હીલ બની જાય છે, જેનાથી હાડપિંજરનું આખું વિસર્જન થાય છે, અને આંતરડાના વિસર્જન થાય છે. અંદર બહાર.
