Вплив вологості навколишнього середовища на імпрегнацію емульсією PTFE

У фактичному процесі виробництва високотемпературної тканини з PTFE компанією Jiangsu Aokai New Materials вологість навколишнього середовища зазвичай контролюється в певному діапазоні 40–60% RH у поєднанні з регулюванням температури. Швидкість випаровування налаштована так, щоб вона була трохи нижчою, ніж швидкість капілярного транспорту води в емульсії в межах капілярної мережі, забезпечуючи повне проникнення та вирівнювання емульсії при досягненні бездефектних, високощільних спечених плівок PTFE.

Основний вплив вологості навколишнього середовища на імпрегнацію емульсії PTFE полягає в динамічному балансі між швидкістю випаровування води та стабільністю емульсії. PTFE емульсія зазвичай є неньютонівською рідиною, що складається з частинок PTFE смоли (дисперсна фаза), поверхнево-активних речовин, стабілізаторів і води (безперервна фаза). Як параметр навколишнього середовища, вологість регулює кінетику випаровування розчинника (води), надаючи такі фундаментальні ефекти:

1. Фундаментальний вплив на процес імпрегнації

Етап просочення вимагає, щоб емульсія ефективно проникала в пори або щілини волокон основи (наприклад, склотканини, металевої сітки).

Середовище з низькою вологістю : вода випаровується надто швидко, що призводить до швидкого «висихання» емульсії на поверхні. Це значно збільшує уявну в’язкість емульсії на межі розділу, перешкоджаючи капілярному проникненню частинок смоли в глибину основи та спричиняючи «недостатнє просочення» — тобто залишкові повітряні кишені всередині основи. Тим часом швидке випаровування видаляє велику кількість тепла, що може спричинити раптове місцеве зниження температури, дестабілізуючи емульсію термодинамічно та викликаючи осадження поверхнево-активної речовини, що призводить до «апельсинової кірки» або нерівномірної товщини просоченого шару.

Середовище з високою вологістю : випаровування води перешкоджає, і емульсія залишається у вологому стані з низькою в’язкістю на основі надто довго. Для вертикальних або похилих субстратів провисання легко відбувається під дією сили тяжіння; для високогігроскопічних підкладок висока вологість може перешкоджати виділенню газу всередині підкладки, утворюючи мікробульбашки, які під час подальшого спікання перетворюються на дефекти точкових отворів.

2. Фундаментальний вплив на кінцеву якість плівкоутворення

Формування плівки PTFE зазвичай включає два етапи: сушіння (видалення води) і високотемпературне спікання (розплавлення частинок). Вологість в основному впливає на структуру зеленого тіла під час сушіння, яке «успадковується» в остаточну спечену плівку.

Розтріскування та внутрішня напруга : утворення плівки з частинок політетрафторэтилену залежить від капілярного тиску під час випаровування води для стиснення частинок у щільний упакований шар. Надмірно низька вологість спричиняє різке збільшення градієнта капілярного тиску та надто швидку усадку при висиханні, створюючи велике внутрішнє напруження розтягування в зеленому тілі. Оскільки PTFE не має здатності до самовідновлення перед спіканням, така напруга безпосередньо призводить до мікротріщин або макроскопічних тріщин у необробленому тілі. Ці тріщини неможливо усунути після спікання, що призводить до витоку плівки або зниження механічної міцності.

Міграція поверхнево-активної речовини та залишки : поверхнево-активні речовини (такі як альтернативи перфтороктановій кислоті), що містяться в комерційних емульсіях PTFE, мігрують із випаровуванням води під час сушіння. Середовище з високою вологістю подовжує вікно сушіння, даючи достатньо часу поверхнево-активним речовинам для накопичення на поверхні, утворюючи «поверхневу масляну пляму» або тверду шкіру. Якщо цей шар не повністю розкладається або випаровується на ранній стадії спікання, він карбонізується та інкапсулюється всередині плівки, спричиняючи пожовтіння, зниження щільності та значно послаблене зчеплення між PTFE та підкладкою (погане міжфазне з’єднання через ізоляцію забруднень).

Щільність і пористість плівки : ідеальна PTFE плівка повинна бути щільною та без отворів. Неналежний контроль вологості, що призводить до залишкової вологи, є головною небезпекою. За високої вологості, якщо вода не повністю видаляється під час нагрівання та сушіння, залишкова волога миттєво випаровується під час наступного спікання (приблизно 327–400°C) із різким розширенням об’єму, утворюючи отвори або міжшарові пухирі в частково розплавленій плівці. Навпаки, за надзвичайно низької вологості швидке висихання поверхні утворює герметичну оболонку, яка блокує внутрішнє випаровування води, також викликаючи пухирі або розшарування під час спікання через накопичений тиск пари.

В принципі, вплив вологості навколишнього середовища на обробку емульсії PTFE є по суті втручанням у кінетику випаровування води:

·  Низька вологість (надмірна сухість)  має тенденцію спричиняти: погане проникнення, блокування вирівнювання (усадкові порожнини), тріщини при висиханні та нерівномірний розподіл залишків поверхнево-активної речовини.

·  Висока вологість (надмірна вологість)  має тенденцію спричиняти: провисання, збільшення точкових отворів, надмірне спливання поверхнево-активної речовини, утворення пухирів після спікання та зниження адгезії.

Наведену вище інформацію надає Jiangsu Aokai New Materials Technology Co., Ltd.

Щоб отримати докладні параметри, сценарії застосування та індивідуальні рішення для повного асортименту нашої продукції, включаючи високотемпературну тканину PTFE, високотемпературну стрічку PTFE, високотемпературну сітчасту стрічку PTFE, безшовні стрічки для ламінування, односторонню тканину PTFE, стійкі до високих температур конвеєрні стрічки, високотемпературну тканину зі скловолокна тощо, зв’яжіться з нами:

·  Гаряча лінія служби: пан Го 18944819998

·  Пан Лю 13705266308

Ми дотримуємося професійної філософії надання послуг, орієнтованої на чесність, і прагнемо надати вам комплексні рішення та уважне обслуговування