Kada PTFE lipni juosta naudojama drėgmei jautriems komponentams, pvz., elektroniniams korpusams, ŠVOK flanšams ar cheminių medžiagų talpyklų dangčiams sandarinti – įprasta prielaida, kad PTFE hidrofobiškumas garantuoja puikų vandens garų barjerą. Tai ne visada tiesa.
Vandens garų molekulės yra mažos. Jie gali išsklaidyti mikroskopiniais takais, kurių nepatenka didelis vanduo. Tikrasis PTFE juostos vandens garų perdavimo greitis (WVTR) mažiau priklauso nuo PTFE chemijos, o labiau nuo dangos struktūros – tokių defektų kaip mikroporos, mikroįtrūkimai ir neužbaigta pluošto kapsuliacija.
Aokai PTFE išanalizavo WVTR pagal dangų sudėtį ir storį. Šiame straipsnyje paaiškinama, kaip PTFE cheminė struktūra, dangos defektai, storio strategijos ir užpildo modifikacijos derinamos siekiant nustatyti garų barjero veikimą.
PTFE cheminė struktūra – ir pranašumas, ir apribojimas
1. Privalumai – Hidrofobiškumas ir kristališkumas
Funkcija
Vandens garų barjero nauda
CF jungtys, maža paviršiaus energija
Vandens molekulės sunkiai adsorbuojasi arba netirpsta ant PTFE paviršiaus – pagrindinis barjeras nuo drėgmės prasiskverbimo
Didelis kristališkumas (>90%)
Kristalinės sritys yra beveik nepralaidžios vandens garams – nėra molekulinės difuzijos kelio per kristalus
2. Apribojimai – amorfiniai domenai ir silpnos tarpmolekulinės jėgos
Silpna tarpmolekulinė jėga tarp PTFE molekulinių grandinių
Didelės laisvo tūrio tuštumos amorfinėse srityse sukuria difuzijos kelius
Gryna kieta PTFE plėvelė užtikrina tik vidutinio lygio WVTR – daug prastesnę nei PVDC arba EVOH
PTFE iš prigimties nėra tobula barjerinė medžiaga
Pagrindinė įžvalga: vidinis PTFE yra vidutinė, o ne išskirtinė kliūtis. Praktinis juostos veikimas labai priklauso nuo dangos defektų.
Kritiniai dangos defektai – mikroporos, mikroįtrūkimai ir pluošto išsiurbimas
Tai yra dominuojantis veiksnys , lemiantis praktinį barjero veikimą. Dauguma PTFE lipniųjų juostų gaminamos impregnuojant arba padengiant PTFE dispersiją, po to sukepinant, kurio metu lengvai susidaro būdingi trūkumai:
Defekto tipas
Formavimo mechanizmas
Poveikis WVTR
Mikroporos
Lakieji tirpikliai ir nepilnas dervos suliejimas palieka tarpusavyje susijusias tuštumas
Sukuria sparčiuosius garų prasiskverbimo kelius
Mikroįtrūkimai
Stiklo pluošto pagrindo ir PTFE terminio plėtimosi neatitikimas sukelia smulkius įtrūkimus po sukepinimo / aušinimo
Per dangą atveria tiesioginius kanalus
Kapiliarinis skaidulų pašalinimas
Neužbaigtas stiklo pluošto inkapsuliavimas leidžia vandens garams slinkti pluošto ir dervos sąsaja per kapiliarinį poveikį
Įgalina garų apėjimą aplink dangą
Praktinė išvada: Bendrą gatavos PTFE juostos WVTR daugiausia lemia defektų tankis , o ne būdinga birių PTFE dervų savybė.
Aokai PTFE siūlo PTFE lipnias juostas su kontroliuojamu dangos tankiu. Tais atvejais, kai reikalingas mažas WVTR (<15 g/m²·dieną), rekomenduojame mūsų daugiasluoksnę dengtą rūšį, kuri naudoja tris impregnavimo eilutes, kad iš eilės padengtų skylutes ir sumažintų mikroįtrūkimų tankį.
Dangos storis ir labirinto efektas – WVTR mažinimo strategijos
Padidėjęs dangos storis prailgina garų prasiskverbimo kelią, bet vos nepadengia vien esamų konstrukcinių defektų . Veiksmingesni tobulinimo sprendimai pateikiami toliau:
strategija
Mechanizmas
Veiksmingumas
Daugiasluoksnė danga
Pakartotinis impregnavimas ir sukepinimas leidžia vėlesniais dangos sluoksniais uždengti skylutes ir pakeisti apatinių sluoksnių defektų vietas
Aukštas – praktiškiausias
Lamelinio užpildo modifikavimas
Inertiniai dribsniai užpildai (žėručio milteliai, stiklo dribsniai) įmaišomi į PTFE dangas, kad vandens molekulės apeitų vingiuotais keliais (labirinto efektas)
Labai aukštas – drastiškai sumažina WVTR
Storesnis viengubas paltas
Ilgesnis difuzijos kelias, bet lieka defektų
Žemas – nerekomenduojama atskirai
Atsargiai su užpildais: per didelis užpildo įkrovimas pakenks gatavų gaminių lankstumui ir nelipnumui. Reikalingas balansas.
Paviršiaus būklė – hidrofobinė, bet ne lemiama
Hidrofobinė PTFE danga turi didelį sąlyčio su vandeniu kampą (paprastai 110-120°), stabdo nuolatinį vandens plėvelės susidarymą ant paviršiaus ir netiesiogiai sumažina garų prasiskverbimo varomąją jėgą.
Tačiau: šis paviršiaus pranašumas negali kompensuoti prasto barjero, kurį sukelia vidinės dangos defektai. Jei yra mikroporų ar įtrūkimų, vandens garai vis tiek pasklis, nepaisant paviršiaus hidrofobiškumo.
Santrauka – barjero veikimas priklauso nuo defektų kontrolės
faktorius
Poveikis WVTR
Praktinis valdymas
Būdingas PTFE kristališkumas
Vidutinis pradinis lygis
Fiksuotas – gaminyje nevaldomas
Mikroporos iš nepilno sukepinimo
Aukštas (sukuria sparčiuosius klavišus)
Optimizuokite sukepinimo profilį – lėtesnis aušinimas, aukštesnė temperatūra
Užtikrinkite visišką impregnavimą – siurbimo pagalba storiems audiniams
Dangos storis (vienas sluoksnis)
Žemas
Neveiksmingas vienas
Daugiasluoksnė danga
Aukštas (padengia defektus)
Nurodykite 2-4 impregnavimo būdus
Lameliniai užpildai (žėrutis, stiklo dribsniai)
Labai didelis (labirinto efektas)
Pridėti 10-20 masės %, optimizuoti dispersiją
Užpildytas + kelių sluoksnių derinys
Didžiausias (<10 g/m²·dieną)
Geriausiai tinka kritinėms barjerinėms programoms
Galutinis pašalinimas: kai PTFE lipni juosta naudojama sandarinimui esant aukštai drėgmei, proceso sukeltos dangos trūkumai (mikroporos, įtrūkimai, pluošto sugeriamumas) išlieka didžiausia jos barjerinio gebėjimo silpnybe. Patikimas sandarinimas pasiekiamas naudojant tankinimo apdorojimą, įskaitant daugiasluoksnę dangą ir užpildo modifikavimą . PTFE kompozitinė juosta veikia kaip patikima daugiafunkcinė kliūtis atšiauriomis sąlygomis, kurioms vienu metu reikalingas didelis atsparumas karščiui, atsparumas korozijai, stabilumas drėgmei ir nepridegančios savybės, tačiau ne kaip atskira itin aukšta barjera, kaip metalinė folija ar PVDC.
Apibendrinant galima pasakyti, kad PTFE lipnios juostos vandens garų barjerinės savybės nėra nulemtos vien PTFE hidrofobiškumo. Vidinis PTFE yra vidutinio sunkumo barjeras (WVTR 5-10 g/m²·parą be defektų plėvelei). Tačiau praktiškos juostos kenčia nuo mikroporų, mikroįtrūkimų (dėl šiluminio plėtimosi neatitikimo stiklo pluoštui), pluošto sugeriamumo – WVTR pakėlimas iki 50-200 g/m²·parą.
Norėdami pasiekti žemą WVTR (<15 g/m²·dieną), nurodykite daugiasluoksnę dangą (3+ impregnavimo eiga) ir (arba) sluoksninio užpildo modifikaciją (10-20 masės % žėručio arba stiklo dribsnių). Užpildų labirinto efektas priverčia vandens garus sukti vingiuotais takais, drastiškai sumažindamas pralaidumą. Tačiau didelis užpildo kiekis gali sumažinti lankstumą ir nelipnią veikimą – reikalingas balansas.
Reikia mažai WVTR PTFE lipnios juostos drėgmei jautriam sandarinimui? Aokai PTFE siūlo daugiasluoksnes dengtas ir užpildu modifikuotas rūšis su dokumentuotais WVTR bandymų duomenimis. Susisiekite su mumis dėl reikalingų WVTR, darbinės temperatūros ir lankstumo poreikių.
Jei jums reikia išsamių techninių parametrų, taikymo gairių ir pritaikytų sprendimų visam mūsų gaminių asortimentui, įskaitant PTFE aukštos temperatūros audinį, PTFE aukštos temperatūros lipnią juostą, PTFE tinklinio konvejerio juostą, besiūlį kaitinimo diržą, vienpusį PTFE audinį, aukštai temperatūrai atsparų konvejerio juostą, stiklo pluošto kontaktų juostą ir karščiui atsparų :
Laikydamiesi profesionalumo ir sąžiningumo verslo filosofijos, stengiamės teikti individualius vieno langelio sprendimus ir apgalvotą klientų aptarnavimą.
