Ảnh hưởng của độ ẩm môi trường đến việc ngâm tẩm nhũ tương PTFE

Trong quy trình sản xuất thực tế vải chịu nhiệt độ cao PTFE của Jiangsu Aokai New Materials, độ ẩm môi trường thường được kiểm soát trong phạm vi cụ thể từ 40%–60% RH , kết hợp với điều chỉnh nhiệt độ. Tốc độ bay hơi được điều chỉnh thấp hơn một chút so với tốc độ vận chuyển mao dẫn của nước trong nhũ tương trong mạng lưới mao quản, đảm bảo sự thâm nhập và san bằng hoàn toàn của nhũ tương trong khi đạt được màng thiêu kết PTFE có mật độ cao, không khuyết tật.

Ảnh hưởng cốt lõi của độ ẩm môi trường đến quá trình ngâm tẩm nhũ tương PTFE nằm ở sự cân bằng động giữa tốc độ bay hơi nước và độ ổn định của nhũ tương. Nhũ tương PTFE thường là chất lỏng phi Newton bao gồm các hạt nhựa PTFE (pha phân tán), chất hoạt động bề mặt, chất ổn định và nước (pha liên tục). Là một thông số môi trường, độ ẩm điều chỉnh động học bay hơi của dung môi (nước), gây ra những tác động cơ bản như sau:

1. Những ảnh hưởng cơ bản đến quá trình ngâm tẩm

Giai đoạn ngâm tẩm đòi hỏi nhũ tương phải thâm nhập hiệu quả vào các lỗ rỗng hoặc khe hở sợi của bề mặt (ví dụ: vải sợi thủy tinh, lưới kim loại).

Môi trường có độ ẩm thấp : Nước bay hơi quá nhanh khiến nhũ tương “khô bề mặt” nhanh trên bề mặt. Điều này làm tăng đáng kể độ nhớt biểu kiến ​​của nhũ tương tại bề mặt, cản trở sự xâm nhập mao dẫn của các hạt nhựa vào chất nền sâu và dẫn đến 'sự thấm không đủ' - tức là các túi khí còn sót lại bên trong chất nền. Trong khi đó, sự bay hơi nhanh sẽ loại bỏ một lượng nhiệt lớn, có thể làm giảm nhiệt độ cục bộ đột ngột, làm mất ổn định nhiệt động của nhũ tương và tạo ra sự kết tủa chất hoạt động bề mặt, dẫn đến hiện tượng 'vỏ cam' hoặc độ dày không đồng đều ở lớp ngâm tẩm.

Môi trường có độ ẩm cao : Sự bay hơi nước bị ức chế và nhũ tương vẫn ở trạng thái ướt có độ nhớt thấp trên bề mặt trong thời gian quá dài. Đối với các bề mặt thẳng đứng hoặc nghiêng, độ võng dễ xảy ra dưới tác dụng của trọng lực; đối với các chất nền có tính hút ẩm cao, độ ẩm cao có thể cản trở sự thoát khí bên trong chất nền, tạo thành các vi bọt phát triển thành các khuyết tật lỗ kim trong quá trình thiêu kết tiếp theo.

2. Những ảnh hưởng cơ bản đến chất lượng tạo màng cuối cùng

Sự hình thành màng PTFE thường bao gồm hai giai đoạn: sấy khô (loại bỏ nước) và thiêu kết ở nhiệt độ cao (nóng chảy hạt). Độ ẩm chủ yếu ảnh hưởng đến cấu trúc của thân xanh trong quá trình sấy khô, được 'di truyền' vào màng thiêu kết cuối cùng.

Nứt và ứng suất bên trong : Sự hình thành màng của các hạt nhựa PTFE phụ thuộc vào áp suất mao dẫn trong quá trình bay hơi nước để nén các hạt thành một lớp dày đặc. Độ ẩm quá thấp gây ra sự gia tăng mạnh về gradient áp suất mao dẫn và sự co ngót khi khô quá nhanh, tạo ra ứng suất kéo bên trong lớn trong vật thể xanh. Do PTFE thiếu khả năng tự phục hồi trước khi thiêu kết nên ứng suất như vậy trực tiếp dẫn đến các vết nứt vi mô hoặc vết nứt vĩ mô trên thân xanh. Những vết nứt này không thể loại bỏ được sau khi thiêu kết, dẫn đến rò rỉ màng hoặc giảm độ bền cơ học.

Sự di chuyển và cặn chất hoạt động bề mặt : Các chất hoạt động bề mặt (chẳng hạn như các chất thay thế cho axit perfluorooctanoic) có trong nhũ tương PTFE thương mại di chuyển cùng với sự bay hơi nước trong quá trình sấy khô. Môi trường có độ ẩm cao kéo dài thời gian sấy khô, tạo đủ thời gian cho các chất hoạt động bề mặt tích tụ trên bề mặt, tạo thành 'vết dầu trên bề mặt' hoặc da cứng. Nếu lớp này không bị phân hủy hoặc bay hơi hoàn toàn trong giai đoạn đầu thiêu kết, nó sẽ bị cacbon hóa và đóng gói bên trong màng, gây ra hiện tượng ố vàng, giảm mật độ và độ bám dính giữa PTFE và chất nền bị suy yếu đáng kể (liên kết bề mặt kém do cách ly chất gây ô nhiễm).

Mật độ và độ xốp của màng : Một màng PTFE lý tưởng phải không có lỗ kim và dày đặc. Kiểm soát độ ẩm không đúng cách dẫn đến độ ẩm còn sót lại là mối nguy hiểm lớn. Dưới độ ẩm cao, nếu nước không được loại bỏ hoàn toàn trong giai đoạn gia nhiệt và sấy khô, hơi ẩm còn sót lại sẽ bốc hơi ngay lập tức trong quá trình thiêu kết tiếp theo (khoảng 327–400°C) với sự giãn nở thể tích mạnh mẽ, tạo ra các lỗ phun nước hoặc các vết phồng rộp giữa các lớp trong màng tan chảy một phần. Ngược lại, dưới độ ẩm cực thấp, bề mặt khô nhanh sẽ tạo thành một lớp màng kín ngăn chặn sự bay hơi nước bên trong, đồng thời gây ra các vết phồng rộp hoặc bong tróc trong quá trình thiêu kết do áp suất hơi tích tụ.

Về nguyên tắc, ảnh hưởng của độ ẩm môi trường đến quá trình xử lý nhũ tương PTFE thực chất là sự can thiệp vào động học bay hơi nước:

·  Độ ẩm thấp (khô quá mức)  có xu hướng gây ra: thẩm thấu kém, tắc nghẽn san lấp mặt bằng (các lỗ co ngót), khô nứt và phân bố không đều cặn chất hoạt động bề mặt.

·  Độ ẩm cao (độ ẩm quá mức)  có xu hướng gây: võng, tăng lỗ kim, nổi bề mặt quá mức, phồng rộp sau khi thiêu kết và giảm độ bám dính.

Thông tin trên được cung cấp bởi Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Giang Tô Aokai.

Để biết thông số chi tiết, kịch bản ứng dụng và giải pháp tùy chỉnh cho toàn bộ dòng sản phẩm của chúng tôi, bao gồm vải chịu nhiệt độ cao PTFE, băng nhiệt độ cao PTFE, đai lưới nhiệt độ cao PTFE, dây đai cán liền mạch, vải PTFE một mặt, băng tải chịu nhiệt độ cao, vải sợi thủy tinh chịu nhiệt độ cao, v.v., vui lòng liên hệ với chúng tôi:

·  Đường dây nóng dịch vụ: Mr Quách 18944819998

·  Ông Lưu 13705266308

Chúng tôi đề cao triết lý dịch vụ chuyên nghiệp và hướng tới sự chính trực, đồng thời tận tâm cung cấp cho bạn các giải pháp toàn diện và dịch vụ chu đáo