تعریف شیلنگ تفلونی PTFE
- شیلنگ های تفلونی باعث می شوند که دو قسمت اکسترودر به هم متصل شوند
- از رابط پنوماتیک برای ثابت نگهداشتن دو سر لوله های تفلونی استفاده می شود
- شیلنگ های تفلونی قطر ها و طول های متفاوتی دارند
ویژگی شیلنگ تفلونی PTFE:
- عدم چسبندگی به فیلامنت
- مقاوم در برابر خراش و سایش
- وزن سبک
- قابلیت روغنکاری
مصارف شیلنگ های تفلونی PTFE:
مشخصات شیلنگ تفلونی PTFE
- شیلنگ تفلونی PTFE در برابر مواد شیمیایی و اسیدی مقاوم می باشد
- ضریب اصطکاک کمی دارد
- با محیط زیست سازگاری دارد
- این شیلنگ ها قابلیت کار در دماهای بالا و پایین را دارند و بنابراین شرایط سخت را به خوبی تحمل می کنند
- هر شیلنگ PTFE اصطکاک کم را ارائه می دهد که افت فشار را به حداقل می رساند
- از ایجاد رسوبات ناخواسته جلوگیری می کند
- آنها همچنین برای جلوگیری از هیدرولیز در برابر رطوبت مقاوم هستند
شیلنگ تفلونی PTFE
- PTFE یا پلی تترا فلوراتیلن شامل مولکول‌های با زنجیره بلند اتم‌های کربن است
- که هر کدام به دو اتم فلوئور متصل هستند
- اتم های فلوئور یک مارپیچ مارپیچ را ایجاد می کنند
- که زنجیره کربن را احاطه کرده و از آن محافظت می کند
- این ساختار است که خواص منحصر به فردی را ایجاد می کند که PTFE به خوبی شناخته شده است
مقاومت شیمیایی عالی
- PTFE به عنوان مقاوم ترین ماده شیمیایی شناخته شده است
- فقط چند ماده و شرایط بسیار غیرعادی می توانند بر آن تأثیر بگذارند
- مانند گاز فلوئور در دما و فشار بالا و فلز سدیم در حال جوشیدن مایع
- بنابراین، شیلنگ‌های با روکش PTFE را می‌توان برای طیف وسیع‌تری از
- مواد شیمیایی نسبت به هر نوع شلنگ دیگری مورد استفاده قرار داد
- که آن را به انتخابی ایده‌آل برای کاربردهای شیمیایی بسیار خورنده و کاربردهای چند محصولی تبدیل می‌کند
سطح نچسب
- استفاده از PTFE به عنوان سطحی برای محصولات ظروف آشپزی به دنیا نشان داده است
- که سطوح PTFE چقدر به راحتی قابل تمیز شدن هستند
- این بدان معناست که شیلنگ‌های با روکش PTFE را می‌توان
- 100% راحت‌تر، سریع‌تر و با اطمینان‌تر از هر نوع شلنگ دیگری تمیز کرد
لوله PTFE – یک محصول، کاربردهای متعدد
تکامل پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE) – که بیشتر به عنوان تفلون شناخته می شود – از یک محصول خاص که فقط در کاربردهای با ارزش بالا استفاده می شود به یک نیاز اصلی بسیار تدریجی بوده است.
با این حال، در طول دو دهه گذشته، به نظر می رسد استفاده از PTFE از یک جرم بحرانی عبور کرده است و به آن اجازه می دهد تا در بیش از 200 کاربرد صنعتی، مصرف کننده و پزشکی از نظر تجاری قابل دوام باشد. و در حالی که ورق‌ها، میله‌ها، پوشش‌ها و اجزاء بخش عمده‌ای از بازار محصولات PTFE را به خود اختصاص داده‌اند، لوله‌های PTFE اکنون به عنوان منطقه اصلی رشد در حال ظهور هستند.
کاربردهای لوله PTFE
استفاده از لوله PTFE در کاربردهای مختلفی از جمله خودروسازی، شیمیایی، الکتریکی و پزشکی گسترش یافته است.
جدول 1 ویژگی های کلیدی را نشان می دهد که تطبیق پذیری لوله PTFE را نشان می دهد، در حالی که شکل 1 کاربردهای آن را در زمینه های مختلف نشان می دهد.
در کاربردهای خودرویی، توانایی PTFE در تحمل دماهای بیش از 250 درجه سانتیگراد، آن را به یک کاندیدای ایده آل برای انتقال سیال در دمای بالا تبدیل می کند.
در کاربردهای پزشکی، لوله های PTFE به دلیل روان بودن و بی اثر بودن شیمیایی، تقاضای زیادی دارند. کاتترهایی که از لوله‌های PTFE استفاده می‌کنند را می‌توان بدون ترس از واکنش یا ساییدگی اعضای بدن وارد بدن انسان کرد.
در کاربردهای شیمیایی – از جمله آزمایشگاه ها – PTFE به دلیل بی اثر بودن و دوام آن جایگزینی ایده آل برای شیشه است.
در کاربردهای الکتریکی، خواص دی الکتریک عالی PTFE بکر آن را برای عایق کاری کابل های ولتاژ بالا مناسب می کند.
ویژگی
نظرات
برنامه های کاربردی
مقاومت در برابر حرارت
محدوده دمای کاری 260- تا 260+ درجه سانتیگراد
نقطه ذوب 327oC
انتقال سیال با دمای بالا
عایق بندی قطعات فلزی
قدرت دی الکتریک
محدوده کاری 50-120 کیلو ولت بر میلی متر
عایق بندی کابل های برق
اصطکاک کم
ضریب اصطکاک 0.1
ضرایب استاتیکی و دینامیکی تقریباً یکسان
کاتترها
دام
مقاومت در برابر خوردگی
جذب آب 0%
از نظر شیمیایی بی اثر – فقط تحت تأثیر فلزات قلیایی مذاب، فلوئور و تری فلوراید کلر در دماها و فشارهای بالا
انتقال مواد شیمیایی
حفاظت از قطعات فلزی
جدول 1: خواص و کاربردهای کلیدی لوله PTFE
انواع لوله PTFE
بسته به کاربرد، لوله های PTFE به سه دسته کلی تقسیم می شوند – که هر کدام با قطر لوله و ضخامت دیواره تعریف می شوند (جدول 2 را ببینید).
قطر (میلی متر)
ضخامت دیوار (میلی متر)
لوله اسپاگتی
0.2-8
0.1-0.5
شلنگ فشار
6-50
1-2
خط لوله
12-500
2-8
جدول 2: دسته بندی لوله های PTFE
حتی در دسته‌ها، لوله‌های PTFE خود را به تغییرات مختلفی می‌رسانند که هر کدام کاربرد متفاوتی را می‌دهند (جدول 3 را ببینید):
تایپ کنید
شرح
هدف
چند لومن
یک لوله بیرونی با چندین لوله داخلی
هر لوله داخلی سیال/سیم متفاوتی را در خود جای می دهد – در کاربردهای پزشکی مفید است
شکاف
برآمدگی روی دیواره لوله که به آن اجازه می دهد به صورت طولی شکافته شود
جراح می تواند یک معرفی کننده PTFE را در حالی که دستگاه اولیه در جای خود باقی می ماند، از بیمار خارج کند
راه راه/پیچیده
روی دیوار بیرونی تا می شود
قابلیت خمش بالاتری را ارائه می دهد و خطر پیچ خوردگی را هنگام عبور لوله از زوایای تنگ کاهش می دهد
قابلیت انقباض حرارتی
لوله نازکی که با وارد شدن هوای گرم به آن قطر آن کاهش می یابد
برای پوشاندن سیم ها، لوله های شیشه ای برای عایق کاری یا حفاظت استفاده می شود پر شده است
افزودنی شیمیایی که خاصیت پرتوپاکی ایجاد می کند
در درج های پزشکی استفاده می شود – برای نشان دادن در اشعه ایکس
جدول 3: انواع لوله های PTFE
لوله PTFE در بازار تجهیزات پزشکی
به طور کلی از لوله اسپاگتی با قطر کم در کاربردهای پزشکی استفاده می شود. استفاده از PTFE در این زمینه بر دو ویژگی کلیدی متمرکز است: روانکاری و زیست سازگاری. فلوروپلیمرها روانکاری بسیار خوبی در مقایسه با سایر پلاستیک ها از خود نشان می دهند. PTFE روان‌ترین پلیمر موجود است، با ضریب اصطکاک 0.1 و به دنبال آن اتیلن پروپیلن فلوئوردار (FEP) با 0.2 قرار دارد. این دو پلیمر اکثریت قریب به اتفاق تمام لوله های فلوروپلیمر مورد استفاده در دستگاه های پزشکی را نشان می دهند.
زیست سازگاری هر پلیمر مورد استفاده در یک دستگاه پزشکی یک نگرانی آشکار است. PTFE در این زمینه عالی است و سابقه طولانی در استفاده in vivo دارد. فلوروپلیمرهای درجه پزشکی باید الزامات تست USP کلاس VI و ISO 10993 را برآورده کنند. البته تمیزی پردازش نیز عامل مهمی است.
لوله PTFE – تکنیک های پردازش
منحصر به فرد بودن لوله PTFE در پیچیدگی PTFE به عنوان یک پلیمر است. در حالی که بیشتر پلیمرها به راحتی به قالب‌گیری تزریقی کمک می‌کنند – به آنها اجازه می‌دهد به اشکال پیچیده درآیند، PTFE به دلیل نقطه ذوب بالا و ویسکوزیته مذاب فقط می‌تواند قالب‌گیری فشرده شود. نقطه ذوب بالای PTFE همچنین به این معنی است که اکستروژن – همانطور که به طور معمول انجام می شود – نمی تواند روی آن اعمال شود. بنابراین، اکستروژن خمیر PTFE به فرآیندی تبدیل شده است که با توجه به تقاضای رو به رشد برای لوله های PTFE، به طور فزاینده ای مورد توجه قرار می گیرد.
نمرات اکسترود شده PTFE برای اولین بار در صنعت سیم و کابل در دهه 1950 مورد استفاده قرار گرفت، جایی که خواص دی الکتریک خوب مواد برای الکترون در حال توسعه حیاتی بود.
بازار ics اولین لوله با اکسترود کردن PTFE بر روی یک سیم و سپس برداشتن آن ساخته شد – یک فرآیند کار فشرده. در دهه 1960، فناوری ظهور کرد که می توانست اکستروژن PTFE را بدون هسته سیم انجام دهد. این فرآیند باعث می‌شود که لوله‌های PTFE در طول‌های طولانی و پیوسته به لحاظ اقتصادی تولید شوند.
اکستروژن خمیر PTFE 6 مرحله کلی را دنبال می کند که در زیر نشان داده شده است:
اختلاط:
رزین به صورت پودر با اندازه متوسط ذرات حدود 0.2 میکرومتر می باشد. این پودر مومی شکل و مستعد کبودی و فیبریلاسیون برشی مکانیکی است. بنابراین جابجایی باید محتاطانه باشد و معمولاً در دمای حدود 20 درجه سانتیگراد انجام شود. در حالی که قالب‌گیری فشاری استاندارد فقط مستلزم الک کردن کامل پودر و سپس فشرده‌سازی آن است، در اکستروژن خمیری ابتدا باید پودر را با کمک اکستروژن هیدروکربنی یا الکل معدنی مخلوط کرد. مخلوط پودر-روح قبل از استفاده در فرآیند بعدی در یک ظرف در بسته باقی می ماند
پیش فرم: پیش فرم شمشی است که از فشرده سازی مخلوط در پرس هیدرولیک ساخته می شود. یک شمش استاندارد 30 کیلوگرمی تقریباً 2 ساعت طول می کشد تا قالب گیری شود، پس از آن مدت زمان ماندگاری برای اطمینان از آزاد شدن هوای اضافی لازم است.
اکسترود کردن: پیش فرم در اکسترودر – تجهیزات کلیدی در فرآیند – بارگذاری می شود و یک قالب و سنبه در بالای آن قرار می گیرند. قالب یک ابزار حیاتی است و طراحی آن استحکام لوله و ابعاد نهایی آن را مشخص می کند. با شروع فرآیند اکستروژن، اکسترودر پیش فرم را بر روی قالب و سنبه فشار می دهد و رزین را مجبور می کند تا به شکل دلخواه اکسترود شود. لوله در این مرحله “سبز” نامیده می شود و به راحتی خرد می شود.
پیش تف جوشی: لوله سبز رنگ از داخل کوره عبور داده می شود و در دمای بسیار پایین گرم می شود. ایده در اینجا تبخیر روح در لوله است و باید مراقب بود تا نقطه اشتعال روح به آن نرسد و باعث شعله ور شدن آن شود.
تف جوشی: لوله PTFE در دمای 350-400 درجه سانتیگراد زینتر می شود. چرخه سینتر به ضخامت لوله بستگی دارد و برای لوله های دیواره ضخیم می تواند تا 24 ساعت طول بکشد.
تمیز کردن و بسته بندی: ابتدا لوله به طول های دلخواه بریده می شود. در مورد لوله های طبی، به محض خارج شدن مواد از اجاق، انتهای لوله باید به دوشاخه بسته شود. وصل شدن این اطمینان را می دهد که داخل لوله – که دمای آن به خوبی بیش از 300 درجه سانتیگراد است – تمیز باقی می ماند. برای تمیز کردن بیشتر اتاق تمیز ISO درجه VI حداقل نیاز برای لوله PTFE است. پس از تمیز کردن لوله ها برای ارسال در پوشش های پلی اتیلن بسته بندی می شوند.
شکل 1: قالب اکستروژن معمولی
لوله PTFE و پلی فلورو با مسئولیت محدود – FluoroTube™
Poly Fluoro Ltd. در سال 1985 تأسیس شد – در زمانی که هند هنوز به طور کامل از خواص PTFE یا مفید بودن آن در بسیاری از صنایع آگاه نبود.
این شرکت تخصص خود را در کاربردهای عمدتا صنعتی – ساخت قطعات ماشین آلات، مواد اسلایدوی بلبرینگ (Turcite/Lubring) و نوارهای PTFE ایجاد کرده است و به یک بازیگر معتبر در صنعت تبدیل شده است.
اخیراً، Poly Fluoro Ltd. طرحی را برای تقویت حضور خود در کاربردهای پزشکی آغاز کرده است. با در نظر گرفتن این موضوع، این شرکت سرمایه گذاری زیادی در توسعه اجناس آزمایشگاهی، سیم های راهنما با روکش PTFE (که به طور گسترده در اورولوژی استفاده می شود) و لوله های PTFE سرمایه گذاری کرده است.
FluoroTube™ ورود Poly Fluoro Ltd. به بخش لوله های PTFE را نشان می دهد. پلی فلورو با این محصول به دنبال ساخت یک برند لوله است که بالاترین کیفیت لوله PTFE را به مشتری تضمین می کند.
FluoroTube™ همچنین اولین لوله PTFE خواهد بود که در هند تولید می شود – بازار محلی را ارائه می دهد.
لوله های PTFE با قیمتی که پویایی هزینه آنها را تا حد زیادی بهبود می بخشد و اجازه می دهد تا تقاضای کامل برای لوله های PTFE در هند برآورده شود.
درجه ها و اندازه های موجود FluoroTube™ را برای کاربردهایی مانند پزشکی، شیمیایی و خودرو ایده آل می کند.
FluoroTube™ در اندازه های مختلف از 1 میلی متر تا قطر 25 میلی متر تولید می شود و در مقایسه با لوله های پلیمری معمولی از بسیاری جهات منحصر به فرد است. جدول 3 ویژگی های فنی FluoroTube™ را نشان می دهد.
شکل 2: FluoroTube™
جدول 3: مشخصات فنی FluoroTube
ارزش آزمون ASTM ویژگی
مشخصات فیزیکی
وزن مخصوص D792 2.15
جذب آب ( % ) D570 / 24 ساعت 1/3 اینچ t < 0.00
جمع شدگی قالب (cm/cm) 0.02 – 0.05
زاویه تماس (درجه) زاویه تا سطح 110
خواص حرارتی
هدایت حرارتی (cal/s/cm2, o/cm )
C177
6 × 10-4
ضریب انبساط حرارتی آستر (1/oC) D696 / 23 – 60oC 10 x 10-5
نقطه ذوب (oC) 327
ویسکوزیته مذاب (پویز)
10^11–10^13
(340 -380oC)
حداکثر دما برای استفاده مداوم (oC / oF) 260/500
ویژگی های مکانیکی
استحکام کششی (kf/cm2)
D638 / 23oC
140 – 350
ازدیاد طول ( % ) D638 / 23oC 200 – 400
مقاومت فشاری (kgf / cm2) D695 / 1٪ تغییر شکل، 25oC 50 – 60
مدول کشش ( kgf / cm2 ) D638 / 23oC 4000
مدول خمشی ( kgf / cm2 ) D790 / 23oC 5000 – 6000
قدرت ضربه ( فوت – پوند / اینچ ) D256 / 23oC, Izod 3
سختی (شور) دورومتر D50 – D65
تغییر شکل تحت بار ( % ) D621 / 1
00oC، 70 kgf/cm2، 24 ساعت 5
D621 / 25oC، 140 kgf / cm2، 24 ساعت و 7
ضریب اصطکاک استاتیک پوشش داده شده – سطح فولادی 0.02
خواص الکتریکی
ثابت دی الکتریک
D150 / 103 هرتز
2.1
ضریب اتلاف دی الکتریک D150 / 106 هرتز 2.1
D150 / 103 هرتز < 1 x 10-5
قدرت شکست دی الکتریک (V / mil) D149 / زمان کوتاه، 1/8 در 480
مقاومت حجمی (اهم – سانتی متر) D257 > 1018
مقاومت شیمیایی عالی
توانایی آب و هوا عالی
قابلیت احتراق ( % ) D2863 / شاخص غلظت اکسیژن > 95
لوله PTFE: پارامترهای فرآیند و تأثیر آنها
اکستروژن لوله PTFE یکی از دشوارترین فرآیندها در فضای پلیمری است. همه پلیمرها ویژگی های خاص خود را دارند و مطمئناً اینها در پردازش و ماشینکاری آنها نقش دارند. اما لوله PTFE دارای مجموعه‌ای از پارامترهای فرآیندی مختلف است که یافتن ترکیبی که به طور مداوم کار می‌کند چیزی است که هر تولیدکننده لوله قادر به کشف آن نیست. ما آزمایش‌های زیادی را روی لوله‌ها انجام داده‌ایم، هر بار با این فرض که همه جنبه‌ها را بررسی کرده‌ایم. با این حال، حتی پس از سال‌ها تولید، ممکن است یک پارامتر جدید خود را نشان دهد که تاکنون مورد توجه قرار نگرفته است.
ما می خواهیم به برخی از این پارامترها و تأثیر آنها بر محصول نهایی نگاهی بیندازیم:
جابجایی: رزین جابجایی یکی از مهمترین جنبه های پردازش PTFE است که به راحتی نادیده گرفته می شود. در حالی که بسیاری از تولید کنندگان رزین به طور خاص دستورالعمل هایی را برای محدود کردن برش روی رزین قبل از پردازش تنظیم می کنند، این موارد در مورد لوله ها اهمیت بیشتری پیدا می کنند. با توجه به ساختار لوله PTFE، فیبرهایی که در حین اکستروژن ایجاد می شوند، برای استحکام لوله نهایی بسیار مهم هستند. برش بیش از حد رزین قبل از اکستروژن می تواند باعث تشکیل ضعیف فیبرها شده و به طور جدی مانع دستیابی به خواص نهایی خوب شود.
اختلاط: پارامترهای درون اختلاط شامل نوع کمک اکستروژن مورد استفاده (کشش سطحی کمک باید کمتر از PTFE باشد، در حالی که دارای فراریت و/یا نقطه اشتعال نیست که می تواند باعث آتش سوزی در حین تف جوشی شود)، مقدار. از کمک اکستروژن استفاده شده، RPM فرآیند اختلاط و ذخیره سازی پس از اختلاط مخلوط قدرت ریز. از آنجایی که واحد ما در هند است، باید روند کمی متفاوت با کشورهای سردتر را دنبال کنیم. برای شروع، ما باید رزین را به طور مصنوعی خنک کنیم تا مخلوط آسان تری از PTFE با کمک اکستروژن ایجاد شود. چنین نکات ظریفی فقط از طریق آزمون و خطای گسترده آموخته می شود. اما مگر اینکه اختلاط به روش صحیح انجام شود، اکسترود نهایی یا خیلی نرم یا خیلی خشک خواهد بود. بعلاوه، مگر اینکه ترکیب یکنواخت باشد، بیلت پریفرم چگالی نامناسبی خواهد داشت که باعث ایجاد مشکلاتی در حین اکستروژن می شود.
پیش‌فرمینگ:
پیش‌فرم‌سازی صرفاً به‌عنوان وسیله‌ای برای ایجاد شکلی انجام می‌شود که بتوان آن را در اکسترودر قرار داد. پریفرمینگ دو کارکرد دارد: اول اینکه شکل می دهد و دوم اینکه هر گونه حباب هوا را از داخل مواد خارج می کند. این فرآیند باید با در نظر گرفتن این نکته انجام شود که فشار بسیار کم اجازه تهویه کافی هوا را در داخل مواد نمی دهد. حفره های هوا منجر به ترکیدن در حین اکستروژن می شود که به لوله آسیب می رساند و آن را غیرقابل استفاده می کند. فشار بیش از حد و کمک اکستروژن ممکن است از پریفرم فشرده شود و باعث خشک شدن بیش از حد اکسترود شده و افزایش فشار اکستروژن مورد نیاز برای تشکیل لوله شود.
اکستروژن: در حالی که اکستروژن به طور قابل درک مهم ترین مرحله است، تا زمانی که بیلت پریفرم در اکسترودر بارگذاری می شود، فرآیندهای قبلی بسیاری از ویژگی های نهایی لوله را مشخص کرده اند. با این وجود، اکستروژن به لوله ارائه می‌کند که شکل نهایی آن است و این فرآیند باید هر دو فشار کافی را روی بیلت حفظ کند و در عین حال از متمرکز بودن لوله نهایی اطمینان حاصل کند. اگر فشار خیلی زیاد یا خیلی کم باشد، لوله به ترتیب برش یا فشار بسیار کمی را برای تشکیل محصول نهایی مناسب تجربه خواهد کرد. تمرکز نه تنها به ابزار درون اکسترودر (که باید دقیق باشد و بسته به اندازه لوله کشیده شده زوایای اکستروژن صحیح را ارائه دهد) بلکه به یکنواختی چگالی بیلت نیز بستگی دارد (در بالا بحث شد). در نهایت، خود اکسترودر باید بتواند بار یکنواخت را ارائه دهد تا اطمینان حاصل شود که بیلت در طول اجرای اکستروژن تحت فشار ثابت و غیر نامنظم قرار دارد.
زینترینگ هنگام گرم کردن لوله، دما باید هم بخش خشک کردن و هم بخش پخت را در نظر بگیرد. بخش خشک کردن باید به اندازه کافی گرم باشد تا تمام آثار بخار از لوله تبخیر شود. در عین حال، اگر بیش از حد گرم باشد، خطر آتش گرفتن بخارات وجود دارد. تف جوشی باید این واقعیت را در نظر بگیرد که اگر لوله خیلی سریع گرم شود، احتمال زینترینگ بیش از حد وجود دارد. همچنین، اگرچه PTFE ذوب نمی شود، اما ممکن است تحت وزن خود، در حین تف جوشی کشیده شود و باعث انحراف ابعادی شود. بنابراین دما باید فرستاده شود تا اطمینان حاصل شود که PTFE درست قبل از خروج از محفظه تف جوشی به “حالت ژل” خود می رسد، بنابراین می تواند در دمای اتاق خنک شود.
جدا از پارامترهای ذکر شده در بالا، لوله PTFE همچنین تحت پیگمانتاسیون، افزودن پرکننده های ضد الکتریسیته ساکن و اکستروژن پروفیل های خاص قرار می گیرد. هر یک از اینها باید همه فرآیندهای فوق را مجدداً بررسی کنند و بفهمند که چگونه باید اصلاح شوند تا نتیجه نهایی مناسبی حاصل شود.