Wpływ wilgotności otoczenia na impregnację emulsją PTFE

W rzeczywistym procesie produkcji wysokotemperaturowej tkaniny PTFE przez Jiangsu Aokai New Materials wilgotność otoczenia jest zwykle kontrolowana w określonym zakresie 40–60% RH w połączeniu z regulacją temperatury. Szybkość parowania jest dostosowana tak, aby była nieco niższa niż szybkość transportu kapilarnego wody w emulsji w sieci kapilarnej, zapewniając pełną penetrację i wyrównanie emulsji, przy jednoczesnym uzyskaniu pozbawionych defektów, bardzo gęstych folii spiekanych PTFE.

Podstawowy wpływ wilgotności otoczenia na impregnację emulsją PTFE polega na dynamicznej równowadze pomiędzy szybkością parowania wody a stabilnością emulsji. Emulsja PTFE jest zazwyczaj płynem nienewtonowskim składającym się z cząstek żywicy PTFE (faza rozproszona), środków powierzchniowo czynnych, stabilizatorów i wody (faza ciągła). Wilgotność, jako parametr środowiskowy, reguluje kinetykę ulatniania się rozpuszczalnika (wody), wywierając następujący zasadniczy wpływ:

1. Podstawowe skutki procesu impregnacji

Etap impregnacji wymaga skutecznego wniknięcia emulsji w pory lub szczeliny włókien podłoża (np. płótno z włókna szklanego, siatka metalowa).

Środowisko o niskiej wilgotności : Woda odparowuje zbyt szybko, powodując szybkie „wysychanie powierzchniowe” emulsji na podłożu. Zwiększa to znacząco lepkość pozorną emulsji na granicy faz, utrudniając kapilarną penetrację cząstek żywicy w głąb podłoża i skutkując „niewystarczającą impregnacją” – czyli powstawaniem kieszeni powietrznych wewnątrz podłoża. Tymczasem szybkie parowanie usuwa duże ilości ciepła, co może spowodować nagły lokalny spadek temperatury, destabilizując termodynamicznie emulsję i powodując wytrącanie się środka powierzchniowo czynnego, co prowadzi do „skórki pomarańczowej” lub nierównej grubości impregnowanej warstwy.

Środowisko o dużej wilgotności : Parowanie wody zostaje zahamowane, a emulsja pozostaje na podłożu w stanie mokrym o niskiej lepkości przez zbyt długi czas. W przypadku podłoży pionowych lub nachylonych łatwo może wystąpić ugięcie pod wpływem grawitacji; w przypadku podłoży silnie higroskopijnych, wysoka wilgotność może utrudniać wyładowanie gazów wewnątrz podłoża, tworząc mikropęcherzyki, które podczas późniejszego spiekania przekształcają się w defekty typu pinhole.

2. Podstawowe skutki dla końcowej jakości tworzenia błony

Tworzenie folii PTFE zazwyczaj obejmuje dwa etapy: suszenie (usuwanie wody) i spiekanie w wysokiej temperaturze (topienie cząstek). Wilgotność wpływa głównie na strukturę surowej masy podczas suszenia, która jest „dziedziczona” w końcowej spiekanej folii.

Pękanie i naprężenia wewnętrzne : Tworzenie się filmu z cząstek żywicy PTFE opiera się na ciśnieniu kapilarnym podczas odparowywania wody, które powoduje sprasowanie cząstek w gęstą warstwę upakowaną. Nadmiernie niska wilgotność powoduje gwałtowny wzrost gradientu ciśnienia kapilarnego i zbyt szybki skurcz przy suszeniu, generując duże wewnętrzne naprężenia rozciągające w surowcu. Ponieważ PTFE nie ma zdolności samonaprawy przed spiekaniem, takie naprężenia bezpośrednio prowadzą do mikropęknięć lub makroskopowych pęknięć w surowej masie. Pęknięć tych nie da się wyeliminować po spiekaniu, co powoduje nieszczelności folii lub zmniejszenie wytrzymałości mechanicznej.

Migracja i pozostałości środka powierzchniowo czynnego : Środki powierzchniowo czynne (takie jak alternatywy dla kwasu perfluorooktanowego) zawarte w dostępnych na rynku emulsjach PTFE migrują wraz z odparowaniem wody podczas suszenia. Środowisko o wysokiej wilgotności wydłuża okno schnięcia, zapewniając wystarczającą ilość czasu na zgromadzenie się środków powierzchniowo czynnych na powierzchni, tworząc „powierzchniową plamę oleju” lub twardy naskórek. Jeśli warstwa ta nie ulegnie całkowitemu rozkładowi lub odparowaniu na wczesnym etapie spiekania, ulegnie zwęgleniu i kapsułkowaniu wewnątrz folii, powodując żółknięcie, zmniejszenie gęstości i znacznie osłabioną przyczepność pomiędzy PTFE a podłożem (słabe wiązanie międzyfazowe ze względu na izolację zanieczyszczeń).

Gęstość i porowatość folii : Idealna folia PTFE powinna być pozbawiona dziur i gęsta. Głównym zagrożeniem jest niewłaściwa kontrola wilgotności, prowadząca do powstawania wilgoci resztkowej. Przy wysokiej wilgotności, jeśli woda nie zostanie całkowicie usunięta na etapie ogrzewania i suszenia, wilgoć resztkowa natychmiast odparowuje podczas późniejszego spiekania (ok. 327–400°C) z drastycznym zwiększeniem objętości, tworząc pęcherze lub pęcherze międzywarstwowe w częściowo stopionej folii. I odwrotnie, przy wyjątkowo niskiej wilgotności, szybkie suszenie powierzchni tworzy uszczelnioną powłokę, która blokuje wewnętrzne parowanie wody, powodując również pęcherze lub rozwarstwianie podczas spiekania z powodu nagromadzonego ciśnienia pary.

Zasadniczo wpływ wilgotności otoczenia na przetwarzanie emulsji PTFE polega zasadniczo na ingerencji w kinetykę parowania wody:

·  Niska wilgotność (nadmierna suchość)  powoduje: słabą penetrację, zablokowanie rozlewności (wgłębienia skurczowe), pęknięcia wysychające i nierównomierne rozmieszczenie pozostałości środka powierzchniowo czynnego.

·  Wysoka wilgotność (nadmierna wilgoć)  powoduje: zwiotczenie, zwiększoną liczbę porów, nadmierne pływanie środka powierzchniowo czynnego, powstawanie pęcherzy po spiekaniu i zmniejszoną przyczepność.

Powyższe informacje zostały dostarczone przez Jiangsu Aokai New Materials Technology Co., Ltd.

W celu uzyskania szczegółowych parametrów, scenariuszy zastosowań i niestandardowych rozwiązań naszego pełnego asortymentu produktów, w tym tkaniny wysokotemperaturowej PTFE, taśmy wysokotemperaturowej PTFE, wysokotemperaturowej taśmy siatkowej PTFE, taśm do laminowania bez szwu, jednostronnej tkaniny PTFE, taśm przenośnikowych odpornych na wysokie temperatury, tkaniny z włókna szklanego odpornej na wysokie temperatury itp., prosimy o kontakt:

·  Infolinia serwisowa: Pan Guo 18944819998

·  Pan Liu 13705266308

Podtrzymujemy profesjonalną i zorientowaną na uczciwość filozofię usług i dążymy do zapewnienia kompleksowych rozwiązań i uważnej obsługi