Permeation von PTFE-Schläuchen
In einigen Fällen kann das Durchdringen der Fluorpolymere zu Problemen mit dem Auskleidungssystem der Rohrleitungen führen.
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Die Durchlässigkeit von PTFE-Rohren führt zu Korrosion der Schutzschicht, verkürzt die Lebensdauer der Rohre, verursacht hohe Wartungskosten, Umweltverschmutzung und birgt Gesundheitsrisiken für die Mitarbeiter. Insgesamt erhöht sie die Gesamtbetriebskosten.
PTFE-Moleküle bestehen aus langen Ketten von Kohlenstoffatomen, die von Fluoratomen umgeben sind. An jedes Kohlenstoffatom sind zwei Fluoratome gebunden. Aufgrund der starken Polarität und der Tatsache, dass jedes Kohlenstoffatom in der Kette zwei Fluoratome trägt, bildet PTFE ein robustes Kohlenstoffgerüst, das von einer fluorierten Schutzschicht umgeben ist und es nahezu vollständig resistent gegen chemische Korrosion macht.
PTFE besteht aus nichtkristallographischen und kristallinen Strukturen, die im Vergleich kompakter sind. Je dichter die Struktur, desto geringer ist die Gasdurchlässigkeit. Die Kristallstruktur von PTFE kann modifiziert werden, um seine Durchlässigkeit zu verbessern.
In vielen Fällen kann ein Auskleidungsgerät 20 Jahre oder länger ohne Anzeichen von Durchdringung verwendet werden. In einigen Fällen wird jedoch bereits innerhalb von Wochen oder Monaten nach Inbetriebnahme des Geräts eine Osmolyse sichtbar. Untersuchungen ergaben, dass die folgenden Nutzungsbedingungen einen signifikanten Einfluss auf die Durchdringungsrate haben:
physikalisch-chemische Eigenschaften
1. Physikalisch sehr kleine Moleküle wie Helium, Wasser oder Kohlendioxid können von PTFE durchdrungen werden. Dies liegt daran, dass diese Moleküle klein genug sind, um die Struktur des Polymers in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Polymermolekülen zu passieren.
2. Atome, die chemisch ähnlich wie Fluor sind, wie Chlor und Brom, können in die Strukturen von PTFE und PTFE eindringen.
Temperatur
Mit steigender Temperatur nimmt die Durchdringungsrate durch die PTFE-Wand nichtlinear zu. Dies wird durch folgende Faktoren verursacht:
1. Das Gas wird mit steigender Temperatur besser im Polymer löslich.
2. Verstärkter Austausch einzelner Atome zwischen den Polymerketten,
3. Das Polymervolumen nimmt zu, wodurch mehr Raum zwischen den einzelnen Polymerketten entsteht.
Druck
Die osmotische Rate steigt linear mit zunehmendem Gasdruck.
Rohrwandstärke
Die Wandstärke des Schlauchs trägt ebenfalls zur Verringerung der Durchdringungsgeschwindigkeit bei. Bei Tests mit zwei Polymerschichten aus demselben Material ist die Durchdringungsgeschwindigkeit durch die dickere Schicht geringer als durch die dünnere. Mit zunehmender Dicke stabilisiert sich die Durchdringungsgeschwindigkeit tendenziell, anstatt weiter abzunehmen.
Schwingungsamplitude
Die Amplitude der während des Betriebs durch den Schlauch erzeugten Vibrationen hat einen großen Einfluss auf dessen Beschädigung. Geeignete Gegenmaßnahmen sind erforderlich. Beispielsweise sollten flexiblere Schläuche und Gummipufferhülsen verwendet werden, um die durch Vibrationen verursachten Schäden zu reduzieren.
Die Qualität des PTFE-Pulvers
Auf dem Markt sind verschiedene Marken und Modelle von Rohmaterialien erhältlich, deren Qualität stark schwankt. Unterschiedliche Pulverrohstoffe können den Sinterprozess beeinflussen.
Wie lässt sich die Durchlässigkeit des PTFE-Schlauchs verringern?
Eine Möglichkeit, die PTFE-Penetrationsrate zu reduzieren, besteht darin, die Kristallinität des Polymers bzw. den Anteil des Polymers mit kristalliner Struktur zu erhöhen. Da PTFE nicht in der Schmelze verarbeitet werden kann, werden spezielle Verarbeitungstechnologien eingesetzt, um aus den Rohmaterialien fertige Produkte herzustellen. Das wichtigste Verfahren zur PTFE-Verarbeitung ist das Formpressen. Beim Formpressen wird die Polymerstruktur durch Verpressen des PTFE-Pulvers in eine Form und anschließendes Brennen bei hoher Temperatur fixiert.PTFE-SchläucheDie Osmosebeständigkeit lässt sich durch langsames Sintern oder Nachsintern des Schlauchs kontrollieren und reduzieren, wodurch die PTFE-Moleküle kristalliner werden. Bei diesem Verfahren können kleine Lücken im Material entstehen, durch die das Prozessmedium diffundieren kann. Besteflon nutzt dieses Verfahren häufig zur Herstellung und Qualitätskontrolle von PTFE-Schläuchen. Dadurch wird eine maximale Osmosebeständigkeit erreicht.
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Die Wahl des richtigen PTFE-Schlauchs erfordert mehr als nur die Auswahl verschiedener Spezifikationen für unterschiedliche Anwendungen. Vielmehr geht es um die Wahl eines zuverlässigen Herstellers. Besteflon Fluorine Plastic Industry Co., Ltd. ist seit 20 Jahren auf die Herstellung hochwertiger PTFE-Schläuche und -Rohre spezialisiert. Bei Fragen und Bedarf beraten wir Sie gerne professionell.
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Veröffentlichungsdatum: 06.06.2025