Účinky vlhkosti prostredia na impregnáciu emulzie PTFE

V skutočnom výrobnom procese vysokoteplotnej tkaniny PTFE spoločnosťou Jiangsu Aokai New Materials sa vlhkosť prostredia zvyčajne reguluje v špecifickom rozsahu 40% až 60% RH v kombinácii s reguláciou teploty. Rýchlosť odparovania je nastavená tak, aby bola o niečo nižšia ako rýchlosť kapilárneho transportu vody v emulzii v rámci kapilárnej siete, čím sa zabezpečí plná penetrácia a vyrovnanie emulzie pri dosiahnutí bezporuchových, vysoko hustých PTFE sintrovaných filmov.

Hlavný vplyv vlhkosti prostredia na impregnáciu emulzie PTFE spočíva v dynamickej rovnováhe medzi rýchlosťou odparovania vody a stabilitou emulzie. Emulzia PTFE je typicky nenewtonovská kvapalina zložená z častíc PTFE živice (dispergovaná fáza), povrchovo aktívnych látok, stabilizátorov a vody (kontinuálna fáza). Ako environmentálny parameter vlhkosť reguluje kinetiku prchavosti rozpúšťadla (vody), pričom má tieto základné účinky:

1. Základné účinky na proces impregnácie

Fáza impregnácie vyžaduje, aby emulzia účinne prenikla do pórov alebo medzier vlákien substrátu (napr. tkanina zo sklenených vlákien, kovová sieťovina).

Prostredie s nízkou vlhkosťou : Voda sa príliš rýchlo vyparuje, čo spôsobuje rýchle 'povrchové vysychanie' emulzie na podklade. To výrazne zvyšuje zdanlivú viskozitu emulzie na rozhraní, bráni kapilárnemu prenikaniu častíc živice do hlbokého substrátu a má za následok 'nedostatočnú impregnáciu' - teda zvyškové vzduchové vrecká vo vnútri substrátu. Medzitým rýchle odparovanie odoberá veľké množstvo tepla, čo môže spôsobiť náhly lokálny pokles teploty, termodynamickú destabilizáciu emulzie a indukciu zrážania povrchovo aktívnej látky, čo vedie k 'pomarančovej kôre' alebo nerovnomernej hrúbke impregnovanej vrstvy.

Prostredie s vysokou vlhkosťou : Odparovanie vody je inhibované a emulzia zostáva v nízkoviskóznom mokrom stave na podklade príliš dlho. Pri zvislých alebo naklonených podkladoch ľahko dochádza k prehýbaniu vplyvom gravitácie; v prípade vysoko hygroskopických substrátov môže vysoká vlhkosť brániť vypúšťaniu plynu vo vnútri substrátu, čím sa vytvárajú mikrobubliny, ktoré sa počas následného spekania vyvinú do dierkových defektov.

2. Základné účinky na výslednú kvalitu tvorby filmu

Tvorba PTFE filmu vo všeobecnosti zahŕňa dve fázy: sušenie (odstránenie vody) a vysokoteplotné spekanie (tavenie častíc). Vlhkosť ovplyvňuje najmä štruktúru zeleného korpusu pri sušení, ktorá sa 'dedí' do výsledného sintrovaného filmu.

Praskanie a vnútorné napätie : Tvorba filmu častíc PTFE živice závisí od kapilárneho tlaku počas odparovania vody, aby sa častice stlačili do hustej zhutnenej vrstvy. Príliš nízka vlhkosť spôsobuje prudký nárast kapilárneho tlakového gradientu a nadmerne rýchle zmršťovanie pri sušení, čo vytvára veľké vnútorné napätie v ťahu v surovom telese. Pretože PTFE nemá pred spekaním schopnosť samoliečenia, takéto napätie priamo vedie k mikrotrhlinám alebo makroskopickým prasklinám v surovom telese. Tieto trhliny sa po spekaní nedajú odstrániť, čo vedie k netesnostiam filmu alebo zníženiu mechanickej pevnosti.

Migrácia povrchovo aktívnej látky a zvyšok : Povrchovo aktívne látky (ako sú alternatívy ku kyseline perfluóroktánovej) obsiahnuté v komerčných emulziách PTFE migrujú s odparovaním vody počas sušenia. Prostredie s vysokou vlhkosťou predlžuje okno schnutia a poskytuje dostatok času na nahromadenie povrchovo aktívnych látok na povrchu, čím sa vytvorí 'povrchová olejová škvrna' alebo tvrdá koža. Ak táto vrstva nie je úplne rozložená alebo prchavá v počiatočnom štádiu spekania, bude karbonizovaná a zapuzdrená vo vnútri filmu, čo spôsobí zožltnutie, zníženú hustotu a výrazne oslabenú adhéziu medzi PTFE a substrátom (zlé spojenie na rozhraní v dôsledku izolácie kontaminantov).

Hustota a pórovitosť filmu : Ideálny PTFE film by mal byť bez dier a hustý. Nesprávna regulácia vlhkosti vedúca k zvyškovej vlhkosti je veľkým nebezpečenstvom. Pri vysokej vlhkosti, ak nie je voda úplne odstránená počas fázy ohrevu a sušenia, sa zvyšková vlhkosť počas následného spekania (cca 327–400°C) okamžite odparí s drastickým objemovým rozšírením, čím sa v čiastočne roztavenom filme vytvoria diery alebo medzivrstvové pľuzgiere. Naopak, pri extrémne nízkej vlhkosti sa rýchlym vysychaním povrchu vytvorí uzavretá koža, ktorá blokuje vnútorné odparovanie vody, čo tiež spôsobuje pľuzgiere alebo delamináciu počas spekania v dôsledku nahromadeného tlaku pár.

Vplyv vlhkosti prostredia na spracovanie emulzie PTFE je v zásade zásahom do kinetiky odparovania vody:

·  Nízka vlhkosť (nadmerná suchosť)  má tendenciu spôsobovať: slabú penetráciu, upchaté vyrovnávanie (zmršťovacie dutiny), praskliny zo schnutia a nerovnomerné rozloženie zvyškov povrchovo aktívnych látok.

·  Vysoká vlhkosť (nadmerná vlhkosť)  má tendenciu spôsobovať: ochabnutie, zväčšené dierky, nadmerné plávanie povrchovo aktívnej látky, pľuzgiere po spekaní a zníženú priľnavosť.

Vyššie uvedené informácie poskytuje spoločnosť Jiangsu Aokai New Materials Technology Co., Ltd.

Pre podrobné parametre, aplikačné scenáre a prispôsobené riešenia nášho celého produktového sortimentu, vrátane PTFE vysokoteplotnej tkaniny, PTFE vysokoteplotnej pásky, PTFE vysokoteplotného sieťového pásu, bezšvíkových laminovacích pásov, jednostrannej PTFE tkaniny, vysokoteplotných dopravných pásov, vysokoteplotnej tkaniny zo sklenených vlákien atď., nás prosím kontaktujte:

·  Servisná horúca linka: pán Guo 18944819998

·  Pán Liu 13705266308

Zastávame profesionálnu filozofiu služieb orientovanú na integritu a sme odhodlaní poskytovať vám komplexné riešenia a pozorný servis