Mitkä nousevat korkean suorituskyvyn{0}}polymeerit haastavat PTFE:n äärimmäisessä kemiallisessa lämmönsiirrossa?

PTFE ja PFA ovat pitkään dominoineet korroosionkestäviä lämmönvaihtimia, mutta uusi korkean suorituskyvyn polymeerien luokka on alkanut omaksua osan toiminnasta erityisesti sovelluksissa, joissa vaaditaan suurempaa lujuutta tai lämpötilaa.

Johdatus uusiin korkean suorituskyvyn polymeereihin
PTFE:tä, PFA:ta ja muita fluoripolymeerejä käytetään usein lämmönvaihtimissa niiden kemiallisen kestävyyden ja lämpöstabiilisuuden vuoksi. Uudet läpimurrot muissa -suorituskykyisissä polymeereissä tarjoavat kuitenkin kilpailukykyisen tai paremman suorituskyvyn useissa asioissa, kuten mekaanisessa lujuudessa ja lämmönkestävyydessä. Uusilla polymeereillä - PEEK, polyimideillä ja ETFE:llä - on ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka voivat olla erityisen hyödyllisiä korkeita lämpötiloja, korkeaa painetta ja säteilyä kestävissä sovelluksissa, mutta ne eivät vastaa PTFE:n yleistä kemiallista kestävyyttä.

Polyeetterieetteriketoni (PEEK)
PEEK on luja polymeeri, joka kestää yli 250 asteen lämpötiloja ja jota voidaan käyttää korkean suorituskyvyn sovelluksissa, joissa PTFE ei ehkä ole hyväksyttävää. PEEKin kemiallinen kestävyys voi kuitenkin vaarantua joillekin vahvoille hapoille ja halogeeneille. Näistä esteistä huolimatta PEEK:n mekaaninen lujuus, mittapysyvyys ja suorituskyky korkeassa lämpötilassa tekevät siitä täydellisen sopivan teollisuudelle, jossa korkea paine ja kuormankestävyys ovat tärkeitä.

Käyttökohteet: Korkeapaine, auto- ja ilmailuasetukset.

Polyimidikalvot (esim. Kapton)
Polyimidit, kuten Kapton, ovat erittäin korkeita lämpötiloja kestäviä polymeerejä, jotka voivat toimia yli 300 asteen lämpötiloissa. Nämä materiaalit ovat erittäin stabiileja ankarissa olosuhteissa, mutta niitä on vaikea muodostaa letkuksi ja niiden kemiallinen yhteensopivuus on rajallinen. Polyimideillä on erittäin hyvä lämmönkestävyys, mutta ne eivät ole kemiallisesti yhtä inerttejä kuin PTFE tai PFA. Polyimidejä käytetään usein vain erikoissovelluksissa, koska niiden korkeat kustannukset ovat korkean lämpötilan ja vähäisen kemiallisen altistuksen yhdistelmä.

Sovellukset Ilmailu-, elektroniikka- ja korkean lämpötilan teollisuusprosessit.

Eteeni Tetrafluorieteeni (ETFE)
ETFE on kovempaa kuin PTFE, ja sitä myydään yleensä tuotenimellä Tefzel. Sillä on huomattava kemiallinen kestävyys, vaikkakaan ei niin hyvä kuin PTFE tai PFA. ETFE:llä on myös erittäin hyvä säteilynkestävyys ja sitä voidaan käyttää jopa 150 asteen käyttölämpötiloissa. ETFE on vahva ja säteilynkestävä, mutta sillä ei ole PTFE:n kemiallista kestävyyttä. ETFE on mahdollisuus joihinkin teollisiin sovelluksiin, joissa kemiallinen kestävyys on vähemmän tärkeä kuin mekaaninen kestävyys.

Käyttökohteet: Kemiallinen käsittely, lujat sovellukset, säteilyn kestävät asetukset

Kompromissit-ja huomioita
Uusilla polymeereillä on joitakin ainutlaatuisia etuja, ja ne voivat kilpailla PTFE:n kanssa joissakin sovelluksissa, mutta jokaisella on omat haittansa. PTFE:llä on lähes yleinen kemiallinen kestävyys, mutta uudet polymeerit ovat ylivoimaisia ​​tietyissä markkinarakoissa, joissa vaaditaan mekaanista lujuutta, lämpöstabiilisuutta tai säteilynkestävyyttä. Nämä edut ovat usein huonomman kemiallisen yhteensopivuuden kustannuksella verrattuna PTFE:hen ja korkeampien materiaalikustannusten kustannuksella. Siksi sopiva polymeeri on valittava lämpötilan, paineen ja kemiallisen altistuksen parametrien huolellisen harkinnan jälkeen.

Päämateriaalien tekninen vertailu
Kemiallisen kestävyyden materiaalin lämpötila-alueKäyttää säteilynkestävyyttä mekaanista lujuutta
PTFE Max 260 astetta CErinomainen (yleinen) Matala Matala Yleiskäyttöinen, kemialliset prosessit
PFA Jopa 260 astetta Erinomainen (yleinen) Matala Matala Kemialliset prosessit, lämmönvaihtimet
PEEK Jopa 250 astetta + hyvä (tietyt hapot/halogeenit) Korkea matala ilmailu, autoteollisuus, korkeapainesovellukset
ETFE Jopa 150 astetta Hyvä (alle PTFE) Korkea Erinomaiset säteilyolosuhteet, teollisuuskäyttö
Polyimidit Jopa 300 astetta + kohtalainen kohtalainen - korkea matala matala korkean lämpötilan sovellukset, ilmailu
Viimeinen Sana
Vaikka PTFE on edelleen työhevonen useimmissa korroosionkestävissä lämmönvaihtimissa, koska sen kemiallinen kestävyys on vertaansa vailla, uudet polymeerit, kuten PEEK, polyimidit ja ETFE, lisäävät lämmönvaihtimien suunnittelua erikoissovelluksissa. Näillä materiaaleilla on erinomainen lämpötilankesto, mekaaninen lujuus ja säteilynkestävyys, mutta niiden kemiallinen yhteensopivuus ja hinta on harkittava huolellisesti. Korroosiota{2}}kestävän lämmönsiirtoon tarkoitettujen materiaalien valikoima kasvaa jatkuvasti, mikä luo uusia mahdollisuuksia suunniteltujen ratkaisujen tekemiseen vaikeissa olosuhteissa.