|
Существуют различные материалы, которые могут использоваться для антикоррозионной защиты в химическом приборостроении. Фторполимеры занимают совершенно обособленное положение. Они отличаются практически универсальной химической устойчивостью, высокой степенью чистоты и устойчивостью к высоким температурам - до 250°С.
Для покрытия резервуаров и колонн раньше использовались преимущественно такие фторполимеры, как PIA и FEP. Основное их преимущество по сравнению с политетрафторэтиленом (тефлоном) - способность к свариванию. Этот недостаток обычного PTFE устраняется путем его модификации. Кроме того, модифицированный тефлон отличается от PIA более низкой проницаемостью.
Модифицированный тефлон (PTFE)
Модифицированный тефлон отличается тем, что в линейную цепочку политетрафторэтилена добавляется модификатор PPVE (перфторпропилвинилэфир). Этот же модификатор входит в структуру PFA (перфторалкилоксид). Модифицированный PTFE отличается от PIA количеством модифицированных групп и молекулярным весом. В модифицированном PTFE доля модификатора составляет менее 1%, в PIA - может составлять более 5%. Поскольку модификатор может оказаться слабым местом при химическом воздействии, модифицированный PTFE характеризуется большей устойчивостью. Молекулярный вес модифицированного PTFE в 20 раз выше, чем молекулярный вес PFA. За счет этого количество конечных групп PFA в 20 раз больше и соответственно возрастает количество возможных слабых мест для химического воздействия.
Проницаемость
На рис. 1 показана зависимость проникновения водяного пара от толщины обшивки. Модифицированный PTFE отличается лучшими характеристиками, чем традиционный PTFE и PFA. Измерения в других средах показали, что при комнатной температуре коэффициент проницаемости модифицированного PTFE несколько выше, чем у PIA. Однако при повышении температуры коэффициент проницаемости PIA начинает увеличиваться, а при температуре 50°С уже превышает данный показатель модифицированного тефлона.
Зависимость проницаемости от толщины покрытия
Температура водяного пара 100 oC
Степень чистоты
Существует несколько степеней чистоты PIA: от промышленного сорта до высокой степени чистоты (НР). Стандартный модифицированный PTFE имеет степень чистоты, сопоставимую с HP-PFA. Этот факт - необходимая предпосылка, поскольку высокий молекулярный вес модифицированного тефлона достигается только за счет исходных материалов высокой степени чистоты.
На рис. 2 представлены показатели экстракции модифицированного PTFE.
Обработка PIA производится при помощи экструдера или литья под давлением. При этом расплав PFA подается в форме тонкой пленки между шнеком и цилиндром. Агрессивный расплав PFA освобождает ионы металла, из которого изготовлены шнек и цилиндр. Посторонние ионы внедряются глубоко в структуру и могут переноситься из готового изделия. Модифицированный тефлон, напротив, прессуется при комнатной температуре в отдельно стоящие цилиндры, которые спекаются в сушильных печах с циркуляцией воздуха и затем в процессе механической обработки (резаньем) при комнатной температуре превращаются в листы/пленки. Ионы металла при этом не внедряются в структуру полимера.
Опыты по экстракции на примере материала Dyneon™ TFM™ PTFE
Панели толщиной 2 мм для покрытия.
Выводы: по данным результатам Dyneon TMTFMTMPTFE отвечает всем требованиям к чистоте материала, действующим для PFA-HP. Кроме того, Dyneon TMTFMTMPTFE показывает ощутимо лучшие характеристики по сравнению с PFA-HP применительно к элементам Cr, Ni, Mo - типичным элементам пресс-форм для литья термопластов.
Защитное покрытие
Покрытие из листов / пленок и ламинатов может свободно крепится к резервуарам и колоннам или прочно приклеиваться. Если рабочая температура поднимается выше 120°С, обычно применяется технология крепления покрытия типа "свободная рубашка", так как на настоящий момент не существует клеящих материалов, устойчивых к высоким температурам и при этом обладающих достаточной химической устойчивостью. Покрытие, изготовленное из фторполимеров, обычно крепится к фланцам резервуаров при помощи анкеров и часто служит одновременно прокладочным материалом. При использовании второго варианта крепления панели из модифицированного тефлона прочно приклеиваются к стенкам. Преимуществом такого покрытия является его устойчивость к глубокому вакууму. Обшивочные панели ламинируются со стеклотканью. Стеклоткань служит основой хорошего сцепления между фторполимером и материалом резервуара. Если химической устойчивости стекла не достаточно, может наноситься слой углеволокна.
|
