Kuinka likaantumisnopeus PTFE-vaihtimessa on verrattu{0}}lasivuoraukseen polymeerin käsittelyssä?
Jätä viesti
Polymeerien käsittelytehdas käyttää lämmönvaihtimia tahmeiden, sulaneiden tai liuenneiden muovien lämmittämiseen ja jäähdyttämiseen. Sekä lasi-vuoratut että PTFE-vaihtimet tarjoavat erinomaisen korroosiosuojan, mutta niiden pinnat taistelevat väistämätöntä polymeerin likaantumista vastaan täysin eri tavalla. Se, kuinka usein laitos on suljettava kalliin ja monimutkaisen siivouksen vuoksi, riippuu pinnasta.
PTFE:n ja lasivuoratun vaihtimen likaantumisnopeuden polymeerikäyttäytymisen vertailu on pohjimmiltaan tutkimus pintaenergiasta, adheesiofysiikasta ja polymeerien vuorovaikutuksesta eri materiaalirajapintojen kanssa.
Pintaenergia ja likaantumiskäyttäytymisen alkaminen
Pintaenergialla ja kostutusominaisuuksilla on suuri vaikutus polymeerien likaantumiseen. Lasi ja PTFE edustavat kahta äärimmäistä vuorovaikutusta orgaanisten polymeerien kanssa.
Lasi on hydrofiilinen ja korkeaenerginen pinta. PTFE:n pinta on erittäin hydrofobinen ja vähäenergiainen. Tämä ero muuttaa perusteellisesti polymeeriketjujen käyttäytymistä, kun ne kohtaavat vaihtimen seinämän.
Lasi pitää kiinni polymeeristä kuin kostea käsi jäässä; PTFE mahdollistaa sen liukumisen...
Lasi{0}}vuoratuille pinnoille:
Adheesiota helpottavat polaariset tai puolinapaiset paikat{0}}vuorovaikutusta varten
Polymeeriketjut ulottuvat ja ankkuroivat pintaan
Paksut eristyskerrokset kehittyvät aluksi ohuista levyistä
Puhdistus suoritetaan usein ankarilla kemiallisilla tai lämpömenetelmillä
PTFE-pinnoille:
Erittäin alhainen pintaenergia
Kiinnitysvoimat ovat paljon pienentyneet
Polymeerisaostuminen on huonoa ja virtaus häiritsee sitä helposti
Likaantumiskerrokset ovat ohuempia ja vähemmän stabiileja
Likaantumisasteet polymeerin käsittelyssä: vertailu
Käyttökokemus PTFE:stä vs. lasivuoratun vaihtimen likaantumisnopeuspolymeerisovelluksissa paljastaa toistuvasti, että PTFE-pinnat keräävät vähemmän pysyvää likaantumista samanlaisissa olosuhteissa, erityisesti seuraavissa olosuhteissa:
Polyeteeni (PE) sulat ja liuokset
PP-prosessivirrat (polypropeeni)
Hydrofobiset polymeeri- ja liuotinseokset
Tahmeat prosessinesteet, joissa on paljon oligomeereja
Lasi{0}}vuoratut laitteet ovat kemiallisesti joustavia, mutta näissä tilanteissa niillä on taipumus muodostaa pysyvämpiä kerrostumia suuremman rajapinnan tarttuvuuden vuoksi.
PTFE:n yleisesti tuottamat likaantumiskerrokset ovat:
Hoikkampi,
Fyysisesti heikompi
Helpompi päästä eroon virtausleikkauksella.
Herkempi lieville puhdistusjaksoille
Tämä johtaa pitkiin jatkuvaan toimintaan seisokkien välillä.
Puhdistustoimet ja vaikutus toimintaan
Puhdistustiheys on merkittävä käyttökustannusten tekijä polymeerituotannossa. Likaantumiskäyttäytymisen vaihtelut vaikuttavat suoraan laitoksen tehokkuuteen.
Lasivuorauksella varustetut vaihtimet:
Tarvitsee usein mekaanista tai kemiallista puhdistusta
Tahmea polymeeri -palvelu lyhentää seisokkeja
Jäljelle voi jäädä kalvoja puhdistusjaksojen jälkeen
PTFE-vaihtimille,
Likaantumiskerrokset kiinnittyvät vähemmän
Lämpö- tai liuotinhuuhtelu riittää usein
Lyhyemmät ja vähemmän tehokkaat puhdistusjaksot
Kemikaalien käyttö on vähentynyt
Tämä tarkoittaa parempaa käytettävyyttä ja vähemmän huoltointensiteettiä PTFE{0}}-pohjaisissa järjestelmissä.
Alennus-lämmönjohtavuudesta
Huolimatta PTFE:n likaantumiskestävyydestä, sillä on huomattava suunnittelurajoitus huonon lämmönjohtavuuden muodossa. PTFE on huonompi lämmönjohdin kuin lasi{1}}vuorattu teräs.
Tämä antaa:
Tarvitaan suurempi lämmönsiirtopinta-ala
Suurempi vaihtimen koko samaan käyttöön
Lisääntynyt pääomajalanjälkipotentiaali
Vähemmän lämpövirtaa pinta-alayksikköä kohti
Lasi{0}}vuoratut järjestelmät likaantuvat todennäköisemmin, mutta niillä on yleensä suurempi lämpötehokkuus tilavuusyksikköä kohti paremman lämmönjohtavuuden ansiosta metallialustan läpi.
Prosessikemian vaikutukset
Likaantumiskäyttäytyminen ei ole yleistä ja riippuu suuresti:
Polymeerien molekyylipainojen jakautuminen
Liuottimen napaisuus
Lämpötilaprofiili.
Leikkausolosuhteet lämmönvaihtimessa
Erot PTFE:n ja lasin välillä voivat olla vähäisempiä joissakin liuotti{0}}rikkaissa tai osittain sekoittuvissa liuoksissa. PTFE:n etu on erityisen ilmeinen erittäin tahmeissa hydrofobisissa polymeerisulaissa.
Vaikutukset toimintastrategiaan
PTFE- tai lasivuorattujen{0}}vaihtimien valinta polymeerin prosessoinnissa on yleensä kompromissi seuraavien välillä:
Likaantumiskestävyys
Suorituskyky lämmössä
Painerajoitukset
Materiaalien lujuus
Ylläpito lähestymistapa
PTFE valitaan usein järjestelmissä, kun likaantumiseen liittyvä seisonta-aika hallitsee käyttökustannuksia. Lasiseinämiä voidaan suosia, jos kompakti rakenne ja suurempi painekapasiteetti ovat välttämättömiä.
Abstrakti
PTFE:n alhainen pintaenergia tarjoaa merkittävän käyttöedun likaantumisenkestävyydessä tahmeissa polymeeripalveluissa. Polymeerisovelluksissa PTFE:n ja lasiseinäisen lämmönvaihtimen, PTFE:n, likaantumisnopeus mahdollistaa yleensä pidemmän käyttöiän, helpomman puhdistuksen ja vähemmän intensiivisen huollon, vaikka sillä onkin huonompi lämpötila- ja paineteho.
Kannattavin lämmönvaihdin on sellainen, joka jatkaa toimintaansa. Nämä likaantumistiheyden pieneneminen voivat usein ylittää raakalämpötehokkuuden monissa polymeerinkäsittelysovelluksissa, mikä tekee PTFE:stä erinomaisen ehdokkaan käytettävyyden ja prosessin jatkuvuuden maksimoimiseksi.
