Скловолоконна тканина з PTFE покриттям є композиційним матеріалом, виготовленим шляхом просочення склотканини дисперсією політетрафторетилену (PTFE) і подальшого спікання при високій температурі. Його структуру можна розділити на дві частини: тефлонове покриття та скловолоконна основа.
У хімічно корозійних середовищах структурні зміни залежать від типу, концентрації та температури корозійного середовища, а також від того, чи воно в першу чергу атакує покриття чи підкладку. Давайте розглянемо це шар за шаром з точки зору виробників склотканини з PTFE покриттям:
I. Зміни в покритті PTFE: Надзвичайно стабільний у переважній більшості випадків
PTFE відомий як «Король пластмас» завдяки надзвичайно міцним вуглець-фторним зв’язкам і надзвичайно високій хімічній інертності. У звичайних хімічно агресивних середовищах (включно з киплячою царською горілкою, концентрованою сірчаною кислотою, концентрованою азотною кислотою, органічними розчинниками тощо) структура його молекулярного ланцюга практично не зазнає хімічних змін. Однак за наступних екстремальних умов структура буде пошкоджена:
1. Розплавлені лужні метали / сильні лужні розчини (наприклад, натрій, калій, гідроксид натрію при високих температурах)
- Структурні зміни: лужні метали витягають атоми фтору з PTFE, викликаючи реакцію дегідрофторування. Групи -CF₂- у молекулярному ланцюзі руйнуються, утворюючи подвійні зв'язки вуглець-вуглець (-C=C-), що згодом призводить до карбонізації.
- Макроскопічний прояв: покриття змінюється з молочно-білого/напівпрозорого на коричневе або чорне, втрачає гнучкість, стає крихким і порошкоподібним. Це типова хімічна деградація.
2. Сильні фторуючі агенти та певні галогеновані вуглеводні (під високою температурою та тиском)
- Елементарний фтор (F₂), трифторид хлору (ClF3) та подібні речовини можуть порушити вуглець-вуглецеву основу, спричиняючи розкладання покриття.
- За високої температури та тиску деякі фреонові розчинники можуть спричинити сильне набухання PTFE. Хоча хімічна реакція може не обов’язково відбутися, фізична структура страждає від зниження кристалічності, розширення об’єму та втрати міцності внаслідок розриву молекулярних ланцюгів.
3. Сильні окислювальні кислоти при високих температурах
- Тривале занурення в димячу азотну кислоту або гарячу концентровану сірчану кислоту може повільно окислювати поверхню PTFE, вводячи полярні групи, такі як карбонільні та гідроксильні групи, і збільшуючи поверхневу енергію. Однак це рідко можна побачити в звичайних програмах.
Ключовий момент: для переважної більшості хімічних середовищ саме покриття з PTFE є структурно «незмінним». Однак проблема часто полягає в тому, що воно не є абсолютно непроникним, а також у його фізичній морфології.
II. Зміни в скловолоконній основі: слабка ланка всього матеріалу
Основними компонентами скловолокна є діоксид кремнію (SiO₂) і деякі оксиди металів. Коли ця частина піддається корозії, загальна структура високотемпературної тканини руйнується.
1. Смертельна атака фтористоводневої кислоти (HF)
- Структурні зміни: HF вступає в специфічну реакцію з SiO₂: SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O. Скловолоконний скелет безпосередньо розчиняється і зникає.
- Макроскопічний прояв: поверхня тканини швидко втрачає міцність, стаючи схожою на м’яку шкіру, на якій залишається лише покриття, яке легко рветься під час витягування, з великим відривом між покриттям і основою. Це найстрашніша хімічна корозія для матеріалів на основі скловолокна. Поки в покритті є отвори або оголені краї, пошкодження є руйнівним.
2. Повільне травлення сильними лугами (особливо гарячими концентрованими лугами)
- Структурні зміни: іони OH⁻ розривають силоксанові зв'язки (-Si-O-Si-) у сітці скла, утворюючи розчинні силікати. Поверхня волокна змінюється з гладкої на шорстку, з’являються витравлені ямки та тріщини, діаметр волокна стає тоншим і, зрештою, ламається.
- Макроскопічний прояв: міцність постійно знижується, тканина стає крихкою, а при згинанні зламані волокна виступають крізь покриття, спричиняючи його розтріскування та відшаровування.
3. Кислі середовища (крім фтористоводневої кислоти)
- Структурні зміни: звичайні кислоти (соляна кислота, сірчана кислота тощо) переважно вимивають некремнеземні компоненти (такі як алюміній, оксиди кальцію тощо) зі скловолокна, залишаючи переважно кремнеземний скелет. Цей процес широко відомий як 'вилуговування', утворюючи мікропористу структуру на поверхні волокна.
- Макроскопічний прояв: тканина стає більш твердою та крихкою, зі змінами в усадці, хоча загальну форму можна зберегти. Сила знижується через концентрацію напруги.
III. Зміни в композитному інтерфейсі: прихована помилка
Хімічні середовища часто не атакують прямо, а проникають через краї або через мікродефекти.
- Проникнення та відшарування: органічні розчинники або кислотні розчини проникають крізь отвори, мікротріщини або порізані краї в покритті PTFE, атакуючи скловолокно. Продукти реакції або рідини, що проникають, накопичуються на межі розділу, створюючи осмотичний тиск, спричиняючи утворення пухирів і відшарування PTFE покриття від скловолоконної підкладки у великих масштабах.
- Корозійне розтріскування під напругою: високотемпературна тканина знаходиться під напругою під час використання. Корозія скловолокна під дією хімічних середовищ (особливо сильних лугів) діє синергетично з механічною напругою, спричиняючи швидке поширення тріщин уздовж радіального напрямку волокна, що призводить до раптового руйнування тканини з чистою морфологією крихкого руйнування на розриві.
У хімічно корозійних середовищах структурні зміни скловолоконної тканини з PTFE-покриттям можна підсумувати таким чином: покриття «Короля пластмас» залишається майже таким же стабільним, як гора, тоді як основна тканина зі скловолокна — коли вона проникає в неї або піддається атаці — стає ахіллесовою п’ятою, що призводить до розчинення скелета, розшарування поверхні та всього матеріалу, що руйнується зсередини назовні.
Якщо ви хочете дізнатися більше про детальні параметри, сценарії застосування та варіанти налаштування для нашого повного асортименту продуктів, включаючи склотканину з PTFE покриттям, скловолоконну стрічку з PTFE покриттям, сітчасті стрічки зі скловолокном із PTFE покриттям, безшовні ремені з клеєм, односторонню тканину PTFE, стійкі до високих температур конвеєрні стрічки та високотемпературні стрічки стійка тканина зі скловолокна—будь ласка, не соромтеся зв'язатися з нами:
Ми завжди дотримуємося професійної філософії обслуговування, орієнтованої на чесність, і прагнемо надати вам комплексні рішення та уважне обслуговування!
