Политетрафторэтилен немесе PTFE - барлық ірі салаларда кеңінен қолданылатын өте кең таралған материал. Бұл аса майлы және көп мақсатты фторполимер аэроғарыш және автомобиль өнеркәсібінен бастап (кабельдердегі оқшаулағыш жабын ретінде) музыкалық аспаптарды күтіп ұстауға дейін барлығына қатысты (ол клапан майы жезден және ағаш үрмелі аспаптарда қозғалмалы бөліктерінде қолданылады). Оның ең танымал қолданылуы, бәлкім, кастрюльдер мен табаларда жабыспайтын бет ретінде қолданылады. PTFE қалыпталған бөлшектерге айналуы мүмкін; икемді құбыр қосылыстары, клапан корпустары, электр оқшаулағыштары, мойынтіректер және берілістер ретінде пайдаланылуы мүмкін; және түтік ретінде экструзиялануы мүмкін.
PTFE-нің аса химиялық төзімділігі мен химиялық инерттілігі, сондай-ақ жеңіл, бірақ берік қасиеттері оны медициналық құрылғыларды өндіру мен пайдалануда өте тиімді етеді. Үйкеліс коэффициентінің өте төмен болуына байланысты (бұл бетінің өте тайғақ екенін математикалық тұрғыдан айтудың тәсілі),PTFE түтікшелеріоперация кезінде тазалығын сақтауды қажет ететін және денеге қауіпсіз өтуді қажет ететін қатал химиялық заттарды немесе медициналық құралдарды тасымалдау үшін пайдаланылуы мүмкін. PTFE түтігі соншалықты майлы, серпімді және жұқа, сондықтан ол стенттер, шарлар, атеросклероз немесе ангиопластика құрылғылары сияқты құралдардың ілініп қалу немесе бітелу қаупінсіз еркін сырғып өтуі қажет бағыттаушы катетер идентификаторы (ішкі диаметрі) үшін өте қолайлы. Бұл затқа ештеңе жабыспайтындықтан, ол бактериялар мен басқа да жұқпалы агенттердің түтікке жабысу қабілетіне кедергі келтіруі және ауруханадан тыс инфекцияларды тудыруы мүмкін.
PTFE-дің осы керемет қасиеттерінің барлығы оның әрдайым басқа нәрсеге дерлік жабыстырылатынын білдіреді. Егер ол жабын, тығыздағыш төсем немесе Pebax қабықшалары мен пластикалық дәнекер феррулалары бар түтік ретінде пайдаланылса, оның басқа материалға жабысу қажет болуы мүмкін. Сіз біздің айтқанымызды байқаған боларсыз: PTFE-ге ештеңе жабыспайды. Бұл материалды медициналық құрылғы компаниялары үшін соншалықты тартымды ететін қасиеттер өнімді әзірлеу және өндіру кезінде өндірісте қиындықтар тудыруы мүмкін. Жабындарды, эластомерлерді және басқа да құрылғы компоненттерін PTFE-ге жабыстыру өте қиын және қатаң процесті бақылауды қажет етеді.
Сонымен, өндірушілер бұл кеңінен қолданылатын, жабыстырылмайтын материалды қалай жабыстырады? Және олар оның дұрыс өңделгенін немесе дайындалғанын және жабыстыруға немесе қаптауға дайын екенін қалай біледі?
PTFE химиялық өңдеудің маңыздылығы
Химиялық өңдеудің неліктен қажет екенін түсіндіру үшін PTFE-нің байланысының болмауының себебін түсіну қажет. PTFE өте тұрақты химиялық байланыстардан тұрады, бұл оның басқа заттармен, тіпті қысқа мерзімге болса да, байланысуын қиындатады.
PTFE химиялық тұрғыдан инертті болғандықтан, яғни беті ауадағы немесе басқа материалдардың бетіндегі химиялық молекулалармен әрекеттеспейді, сондықтан оның бетін кабельдерге, металдарға немесе қолданылатын түтіктерге бекіту үшін химиялық түрлендіру қажет.
Кез келген адгезия - бұл беттің жоғарғы 1-5 молекулалық қабаттары оған жағылатын кез келген беттің жоғарғы 1-5 молекулалық қабаттарында болатын химиялық заттармен әрекеттесетін химиялық процесс. Сондықтан, PTFE беті сәтті байланыс орнату үшін химиялық инертті емес, химиялық реактивті болуы керек. Материалтануда жоғары реактивті және басқа молекулалармен байланысуға құштар бет «жоғары энергиялы бет» деп аталады. Сондықтан PTFE бастапқы шарты болып табылатын «төмен энергиялы» күйден «жоғары энергиялы», байланысатын сапаға дейін жеткізілуі керек.
Мұны істеудің бірнеше жолы бар, соның ішінде вакуумдық плазмалық өңдеу, және кейбіреулер ПВХ немесе полиолефиндерге арналған праймерлерді пайдалану, тегістеу немесе абразивтеу арқылы ПТФЭ-де жабыстырылатын бетке қол жеткізуге болатынын айтады. Дегенмен, ең көп таралған және ғылыми тұрғыдан дәлелденген әдіс - химиялық өңдеу деп аталатын процесс.
Ою PTFE-нің (барлық фторполимерлерді құрайтын) көміртек-фтор байланыстарының бір бөлігін бұзады, шын мәнінде, ойылған аймақтың химиялық сипаттамаларын өзгертеді, оны инертті беттен белсенді және басқа заттармен химиялық әрекеттесуге қабілетті бетке айналдырады. Нәтижесінде пайда болған бет онша майланбайды, бірақ енді желімдеуге, қалыптауға немесе басқа материалдармен байланыстыруға болатын, сондай-ақ оны басып шығаруға немесе гравюра жасауға мүмкіндік беретін бетке айналады.
Ою PTFE-ді жиі қолданылатын Tetra Etch сияқты натрий ерітіндісіне салу арқылы жүзеге асырылады. Бетімен химиялық реакция нәтижесінде фторполимердің көміртек-фтор негізінен фтор молекулалары жойылады, нәтижесінде электрондар жетіспейтін көміртек атомдары қалады. Жаңадан ойылған беттің энергиясы өте жоғары, ал ауаға ұшыраған кезде оттегі молекулалары, су буы және сутегі фтор молекулаларының орнын басу үшін ұшып келіп, электрондардың қалпына келуіне мүмкіндік береді. Бұл қалпына келтіру процесі бетінде адгезияны қамтамасыз ететін молекулалардың реактивті қабықшасының пайда болуына әкеледі.
Химиялық өңдеудің ең жақсы жақтарының бірі - ол тек жоғарғы бірнеше молекулалық қабаттарды өзгертіп, қалған PTFE-ді өзінің барлық бірегей қасиеттерімен сақтай алады.
Химиялық өңдеу процесінің сәйкестігін қалай тексеруге болады.
PTFE негізгі қасиеттері өзгеріссіз қалады, себебі химиялық ою тек ең жоғарғы бірнеше молекулалық қабаттарға ғана әсер етеді. Дегенмен, түтікте қоңыр немесе сарғыш реңк болуы мүмкін. Түстің өзгеруі беттің қаншалықты жабысатынына байланысты емес сияқты, сондықтан бұл түссізденуді PTFE қаншалықты жақсы оюланғанының нақты көрсеткіші ретінде пайдаланбаңыз.
Оюдың сіз іздеген беттің түрін жасағанын білудің ең жақсы жолы - барлық кәсіби оюшылар қолданатын әдісті қолдану: сумен жанасу бұрышын өлшеу. Бұл әдіс PTFE-ге жоғары тазартылған су тамшысын тамызып, сол тамшының қалай жұмыс істейтінін өлшеу арқылы жасалады. Кішкентай тамшы PTFE-ге қарағанда өзіне көбірек тартылатындықтан моншақтанып қалады немесе PTFE-ге қатты тартылатындықтан бетке «ылғалданып», тегістеледі. Жалпы алғанда, химиялық ою неғұрлым сәтті болса, жанасу бұрышы соғұрлым төмен болады (тамшы соғұрлым тегіс болады). Бұл көбінесе беттің «ылғалдануын» тексеру деп аталады, себебі, негізінен, егер бет дұрыс оюланса және су тамшысы жайылса, беттің көбірек бөлігі суланады.
СуретжоғарыдаPTFE түтігінде ойылғанға дейінгі су тамшысының (кішкентай сары және көк сақинаның ішінде) жоғарыдан төмен қарай көрінісі көрсетілген. Көріп отырғаныңыздай, тамшының шеті түтіктің бетімен 95 градус бұрыш жасайды.
Жоғарыдағы суретте PTFE түтігіне ойылғаннан кейін түскен ұқсас су тамшысы көрсетілген. Сары және көк сақина үлкенірек болғандықтан, тамшының түтіктің бетіне одан әрі таралғанын байқауға болады. Бұл тамшы жиегі түтіктің бетімен төмен жанасу бұрышын жасайтынын білдіреді. Ал бұл бұрышты екі сурет те алынған Surface Analyst құрылғысымен өлшегенде, иә, бұрыш 38 градус екенін көреміз. Егер бұл түтіктің жабыстырылатынына көз жеткізу үшін бізге тию керек санға қойылатын алдын ала белгіленген талаптарға сай келсе, онда біз беттің жеткілікті түрде ойылғанын растадық.
Сумен жанасу бұрышын сынауды тиімді пайдалану үшін, өңдеуден кейін қандай бұрыш диапазонына жету керектігін түсіну үшін бет ғалымымен жұмыс істеу маңызды. Бұл сізге сандық сипаттамаға негізделген болжамды байланыс процесін құруға мүмкіндік береді. Себебі, егер сіз белгілі бір жанасу бұрышы бар бетті жасауыңыз керек екенін білсеңіз, онда сіз мұны істеген кезде адгезияңыз сәтті болатынын білесіз.
Сонымен қатар, тиімді ою процесін қамтамасыз ету үшін ою алдында сумен жанасу бұрышын өлшеу маңызды. Негізгі тазалықты бағалау сізге жанасу бұрышы талаптарына жету үшін ою параметрлерінің қандай болуы керектігін дәл білуге мүмкіндік береді.
Оюыңызды күтіп ұстау
Оюланған PTFE-ді дұрыс сақтау жабыстыру процесінің сәтті болуы үшін өте маңызды. Сақтау және қорлау - маңызды бақылау нүктесі (КБН). Бұл КБН-дер бүкіл процесте материалдың беті жақсы немесе жаман жаққа, тіпті байқаусызда өзгеруі мүмкін кез келген жерде болады. Сақтау КБН-і ойылған PTFE үшін өте маңызды, себебі жаңадан химиялық тазартылған бет соншалықты реактивті, сондықтан оған тиген кез келген нәрсе сіздің жұмысыңызды өзгертіп, нашарлатуы мүмкін.
PTFE өңдеуден кейінгі сақтаудың ең жақсы тәсілі - егер ол қайта жабылатын болса, оның түпнұсқа қаптамасын пайдалану. Егер ол қолжетімді болмаса, онда ультракүлгін сәулелерден қорғайтын пакеттер жақсы балама болып табылады. PTFE-ді ауа мен ылғалдан мүмкіндігінше алыс ұстаңыз және оған жабыстырмас бұрын, оның жабысу қабілетін сақтап қалғанына көз жеткізу үшін жанасу бұрышын өлшеңіз.
PTFE – көптеген қолданылуы бар ерекше материал, бірақ оны барынша тиімді пайдалану үшін оны химиялық жолмен ою, содан кейін желімдеу қажет. Мұның жеткілікті түрде орындалуын қамтамасыз ету үшін бетіндегі химиялық өзгерістерге сезімтал сынақты қолдану қажет. Оюды оңтайландыру және жұмыс процесіңізге сенімділік қосу үшін өндіріс процесін түсінетін материал маманымен серіктес болыңыз.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 17 шілде