PFA結(jié)構(gòu)與性能:
可熔性聚四氟乙烯PFA可以看作是聚四氟乙烯分子鏈骨架上有少數(shù)碳原子所連接的氟原子被全氟丙氧基所取代的結(jié)果。由于這一取代帶來(lái)了如下影響:破壞了原聚四氟乙烯分子鏈的規(guī)整性和對(duì)稱性。全氟丙氧基的體積遠(yuǎn)大于氟原子,增大了分子鏈間距離,并產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)。全氟丙氧基與氟原子共同連接在同一個(gè)碳原子上,不會(huì)引起聚合物產(chǎn)生明顯的極性。以上各影響的綜合結(jié)果是使聚合物分子鏈剛性下降,可以出現(xiàn)熔融態(tài);使聚合物的結(jié)晶能力下降,結(jié)晶度減少,聚合物仍可保持聚四氟乙烯的各種性能。可熔性聚四氟乙烯PFA是乳白色半透明固體,密度2.1-2.17g/cm3,由于側(cè)基與主鏈之間有醚鍵存在,使吸水率略大于聚四氟乙烯,約為0.03%??扇坌跃鬯姆蚁├鞆?qiáng)度接近或略聚四氟乙烯,約為28-30MPa,高溫下的強(qiáng)度保持率聚四氟乙烯,例如在285℃經(jīng)2000h后,拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率基本不變,耐彎曲壽命長(zhǎng),可反復(fù)彎折,遠(yuǎn)優(yōu)于聚四氟乙烯,也具有如同聚四氟乙烯的良好的自潤(rùn)滑性。
PFA應(yīng)用:
可熔性聚四氟乙烯PFA的應(yīng)用領(lǐng)域與聚四氟乙烯相同,但可以比聚四氟乙烯成型出形狀更復(fù)雜的制品。加熱電線申的導(dǎo)體用電阻線,加熱電線繞在列管外,通電后發(fā)熱,比蒸汽加熱列管容易保溫,控制方便,操作簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)。PFA加熱電線更適合于較短管道的加熱,對(duì)長(zhǎng)距離管道因電壓降過(guò)大而能耗大。大口徑、長(zhǎng)距離管道的加熱保溫目的是降低管道中流體的黏度,為此開發(fā)出表面電流加熱法(SECT),SECT法的原理是交流電的表面效應(yīng)在管道中的應(yīng)用。
薄膜級(jí)PFA--PFA主要應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè),美國(guó)市場(chǎng)80%-85%的PFA用于半導(dǎo)體行業(yè),日本為50%左右,主要用來(lái)制作硅片承載器、管道及其配件、半導(dǎo)體零件。隨著高純PFA的開發(fā),PFA在高純半導(dǎo)體管道、藥物加工和超純水等領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷擴(kuò)大。PFA可通過(guò)與織物復(fù)合襯里或旋轉(zhuǎn)成型方法用于大容量貯槽和高純?cè)噭┤萜鞯囊r里。PFA在我國(guó)的應(yīng)用時(shí)間已較長(zhǎng),但由于價(jià)格昂貴,加工要求較高,用量有限,目前主要應(yīng)用有:硅片承載器、液體導(dǎo)管及熱收縮管、耐高溫電線、耐腐蝕零件、復(fù)印機(jī)導(dǎo)輥?zhàn)o(hù)套等。PFA保持了PTFE諸多優(yōu)點(diǎn),且有FEP同樣的熱熔流動(dòng)性和用途,而PFA耐熱性和耐應(yīng)力開裂性更優(yōu)于FEP,特別在高溫下的強(qiáng)度PTFE。隨著PFA旋轉(zhuǎn)成型技術(shù)的開發(fā),擴(kuò)大了它在半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用?;瘜W(xué)工業(yè)用的PFA制品有燒杯、燒瓶和洗瓶等實(shí)驗(yàn)室器皿,及反應(yīng)釜、精餾塔、貯槽、管道管配件的襯里、部件等。作為襯里材料PFA?具有與FEP相似的用途,而PFA有更優(yōu)的耐應(yīng)力開裂性、易熔接性和更高的可靠性。PFA制成直管、管接頭、襯套、隔板和管道襯里應(yīng)用,PFA管配件的壁厚薄的為2.38mm,管道襯里層的小厚度為1.27mm。PFA襯里的直管規(guī)格,直徑15-250mm,大長(zhǎng)度為5m。PFA大型襯里閥門通徑可達(dá)150一250mm。PFA用于球閥的密封部分、隔膜閥的隔膜及止逆閥的球,離心泵和真空泵的襯里層。閥體的其他部分常用PTFE制作。塔、槽類襯里大型塔、槽類設(shè)備的襯里層可用PFA片,PFA玻璃布復(fù)合片材,及PTFE-PFA-玻璃布三層復(fù)合片材。對(duì)小型塔、槽類設(shè)備主要以PFA的注射成型、傳遞成型、旋轉(zhuǎn)成型及粉末涂層等產(chǎn)品為主,但涂層厚度小于1mm者不適用于高腐蝕性設(shè)備的防腐。
PFA管材作為化學(xué)品供給管道時(shí)的焊接安裝
PFA管材及其管件,管道、附件都是通過(guò)PFA焊接機(jī)進(jìn)行焊接,與設(shè)備連接通常為法蘭連接,這類管道一般用于接收裝置至化學(xué)品接收儲(chǔ)罐至供給裝置的管路。
利用PFA管材構(gòu)成的化學(xué)品供給管路,自接收裝置至化學(xué)品儲(chǔ)罐,再由化學(xué)品儲(chǔ)罐至化學(xué)品供給裝置。由外套管及內(nèi)管組成,外管均為透明PVC管,內(nèi)管由焊接型PFA管及PFA彎頭組成。
在對(duì)PFA管材的內(nèi)管焊接時(shí),外套管幾乎同步安裝,內(nèi)管直管連接完畢,外套管也隨即套于內(nèi)管外部完成,僅在彎頭處預(yù)留暫不安裝。外套管的直管連接為直二通粘接,待內(nèi)管彎頭焊接完畢后,將外套管承接彎頭對(duì)稱剖成兩半,然后扣子內(nèi)管彎頭外,并與外套管兩端粘接,對(duì)剖縫用熱風(fēng)焊及PVC焊條焊接復(fù)原,作法同普通PVC塑料熱風(fēng)焊。
內(nèi)管直管及彎頭、法蘭焊接前,先將待焊的兩個(gè)端口相對(duì)固定在焊接設(shè)備夾具內(nèi),兩個(gè)端面之間的間隙內(nèi)設(shè)一塊雙面加熱板,該加熱板加熱時(shí)不與管道端面接觸,通過(guò)熱使兩端面達(dá)到熔化溫度。當(dāng)熔化程度合適時(shí),立即撤去加熱板,迅速使兩個(gè)端面接觸并施加一定壓力,使管端熔化物流動(dòng),它能形成混合與熔接,當(dāng)冷卻后,原始接觸面消失了,同時(shí),兩個(gè)端面結(jié)合在一起了,焊縫始終不發(fā)生變化。
在焊接PFA管材的時(shí)候,操作場(chǎng)所應(yīng)干凈、干燥,并且具有良好的通風(fēng)設(shè)備;同時(shí)不得將加熱板任何一面,因加熱時(shí)接觸管端而發(fā)生污損,應(yīng)避免觸及管端;且管子的切割應(yīng)采用帶棘輪的切割刀切割管子。
在焊接過(guò)程中,接口不得錯(cuò)位;要始終保持PFA管材清潔。管道與設(shè)備連接,一般采用法蘭連接,法蘭與管子采用焊接連接,要求如前所述,管法蘭與設(shè)備接口法蘭的連接方法與普通法蘭連接方法相同。
PFA(又名:高氟氫俗稱可熔性聚四氟乙烯)保持了PTFE的的化學(xué)穩(wěn)定性,耐高、低溫性能,介電性能。自潤(rùn)滑性、抗粘性、不燃性和耐老化性能。其的特點(diǎn)是耐折、耐開裂性能好,高溫時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度是PTFE的1.6倍以上。具有化學(xué)純性、高溫耐穩(wěn)定性、電氣性、摩擦損失小,對(duì)摩擦及潛變抗力差、膨脹率大體積較易改變。
用途:
PFA棒半導(dǎo)體制造裝、PFA棒置熱交換器、PFA棒蒸氣配管高純度試劑輸送管、各種腐蝕性介質(zhì)(苛刻溶劑)PFA棒輸送管道、PFA棒復(fù)式離子膜法燒堿生產(chǎn)中進(jìn)出口撓性軟管、PFA棒各種頻率電纜護(hù)套,PFA板槽絕緣管全包氟塑膠O型密封圈用管。
PFA塑料為少量全氟丙基全氟乙烯基醚與聚四氟乙烯的共聚物。熔融粘結(jié)性增強(qiáng),溶體粘度下降,而性能與聚四氟乙烯相比無(wú)變化。此種樹脂可以直接采用普通熱塑性成型方法加工成制品。適于制作耐腐蝕件,減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件,高溫電線、電纜絕緣層,防腐設(shè)備、密封材料、泵閥襯套,和化學(xué)容器。為少量全氟丙基全氟乙烯基醚與聚四氟乙烯的共聚物。熔融粘結(jié)性增強(qiáng),溶體粘度下降,而性能與聚四氟乙烯相比無(wú)變化。此種樹脂可以直接采用普通熱塑性成型方法加工成制品。長(zhǎng)期使用溫度-196--260度,有的耐化學(xué)腐蝕性,對(duì)所有化學(xué)品都耐腐蝕,摩擦系數(shù)在塑料中低,還有很好的電性能,其電絕緣性不受溫度影響,有“塑料王”之稱。其耐化學(xué)藥品性與聚四氟乙烯相似,比偏氟乙烯好。其抗蠕變性和壓縮強(qiáng)度均比聚四氟乙烯好,拉伸強(qiáng)度高,伸長(zhǎng)率可達(dá)100-300%。介電性好,耐性能。阻燃性達(dá)V0級(jí)。適于制作耐腐蝕件,減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件。高溫電線、電纜絕緣層,防腐設(shè)備、密封材料、泵閥襯套,和化學(xué)容器。
PFA性能:PFA原料的主鏈結(jié)構(gòu)賦予其與聚四氟乙烯十分相近的物理機(jī)械特性、化學(xué)性能和電性能等性能,而全氧基側(cè)基增加了鏈的柔性,改善了聚合物的熔體粘度,使其可用一般加工工藝進(jìn)行熱塑加工。在PFA原料聚單體所占比例很小,所以它的熔點(diǎn)比FEP樹脂高,要超過(guò)300度才熔融。PFA塑料具有自熄性,是不燃物質(zhì)。
PFA樹脂的電性能與聚四氟乙烯、FEP樹脂相似,可作為優(yōu)良的高頻絕緣材料。
PFA粉末擠塑的薄膜無(wú)色,基本上是透明的,而較厚的薄片是半透明的,耐候性、耐大氣老化性好,可在戶外長(zhǎng)期使用。
PFA原料的摩擦系數(shù)是0.236,PFA材料的摩擦系數(shù)是0.08,聚四氟乙烯的摩擦系數(shù)接近于0。
PFA樹脂摩擦系數(shù)雖大于FEP和PTFE,但仍可適用于某些防粘用途。常溫下PFA原料的物理機(jī)械性能與聚四氟乙烯樹脂十分相似,它可在聚四氟乙烯應(yīng)用的溫度范圍內(nèi)使用,所以將PFA樹脂和FEP樹脂比較,物理機(jī)械性能也較接近,但提高溫度后兩者的差別就較大,PFA原料高溫時(shí)強(qiáng)度要比FEP好。耐應(yīng)力開裂性能顯著優(yōu)于FEP。