Auala e Fai ai le Palasitika Fluorocarbon ma Ona Faʻaaogaina i Faʻaoga Faʻakemikolo
O palasitika fluorocarbon o se vaega o polymers o loʻo i ai le tele o fusi carbon–fluorine (C–F). O fusi C–F ua lauiloa e matua malolosi ma mautu, ma maua ai e lenei ituaiga palasitika le teteʻe lelei i vailaʻau, teteʻe i le vevela, ma uiga e le pipii. Ona o latou uiga tulaga ese, o fluorocarbons e faʻaaogaina lautele i alamanuia o vailaʻau, petrochemical, vailaʻau, semiconductor, ma fale suʻesuʻe. O lenei tusiga o loʻo talanoaina ai le faagasologa o le gaosiga o palasitika fluorocarbon (i le mafaufau ma le alamanuia) ma o latou faʻaaogaina i faʻaoga vailaʻau.
1. O le ā le palasitika fluorocarbon?
O le faaupuga "fluorocarbon plastic" e masani ona faasino i polymers fluorinated, mo se faataitaiga:
– PTFE (Polytetrafluoroethylene) – e taʻua o Teflon.
– FEP (Fluorinated Ethylene Propylene) – e sili atu ona faigofie ona fa'agasolo nai lo le PTFE.
– PFA (Perfluoroalkoxy alkane) – e tete'e atu i vaila'au fa'akemikolo/vevela maualuga, e faigofie ona fa'agasolo.
– PVDF (Polyvinylidene fluoride) – tete'e lelei i vaila'au fa'akemikolo ma le malosi fa'amekanika.
– ETFE (Ethylene tetrafluoroethylene) – malosi, tete'e i le tau, faigofie ona fa'agasolo.
I mea uma lava, o le PTFE e masani ona manatu i ai o le "tulaga auro" mo le tete'e atu i vaila'au fa'akemikolo, ae e sili atu ona faigata ona fa'agasolo ona e le liusuavai e pei o palasitika thermoplastic masani.
2. Mataupu faavae autū o le faia o palasitika fluorocarbon
I se tulaga lautele, o palasitika fluorocarbon e gaosia e ala i le polymerization o monomers o loʻo i ai le fluorine. O monomers e sili ona taatele e aofia ai:
– TFE (tetrafluoroethylene) mo le PTFE.
– VDF (vinylidene fluoride) mo le PVDF.
– Fa'afefiloi monomer (e.g. TFE ma le HFP/hexafluoropropylene) mo le FEP.
E fa'atinoina le polymerization e ala i le fa'afeso'ota'iina o monomers i ni filifili uumi e fa'aaoga ai se initiator (reaction trigger). I le alamanuia, o lenei faiga e mana'omia ai le pulea lelei ona o nisi fluorine monomers (aemaise lava le TFE) e matua tali vave, e mu i nisi tulaga, ma e mana'omia ai tulaga maualuga o le saogalemu.
> Fa'amatalaga taua: O le fa'amatalaga o lo'o mulimuli mai e mo fa'amatalaga fa'avae/fa'apisinisi ae le o se ta'iala aoga mo le fa'aaogaina i le fale. O le gaosiga o le Fluoropolymer e fa'atinoina i totonu o fale vaila'au e iai faiga tapuni, pulea o le mamafa/vevela, ma tulafono fa'atonutonu saogalemu.
3. Laasaga lautele o le faagasologa o le gaosiga (faʻataʻitaʻiga: PTFE)
3.1. Sauniuniga o monomers ma ala o le tali atu
Mo le faia o le PTFE, o le mea autu e fai ai o le TFE (C₂F₄). I le alamanuia, e masani ona tuʻuina atu le TFE i le mama maualuga ma teuina i lalo o tulaga saogalemu (pulea o le mamafa ma le vevela) e puipuia ai ni tali atu e le pulea.
E masani ona faʻaaogaina e le PTFE polymerization se emulsion poʻo se faiga faʻasusū i le vai, aua:
– E fesoasoani le vai e pulea le vevela o le tali atu (e maua le vevela i tali atu o le polymerization).
– Fa'afaigofieina le puleaina o le tele o le fasi polymer.
– Fa'aitiitia le mana'omia o vaila'au fa'aola.
3.2. Polymerization o le emulsion/suspension
E lua auala tetele:
1. Fa'apolimerina o le emulsion
E fa'asalalauina le TFE monomer i le vai fa'atasi ai ma le fesoasoani a se surfactant (emulsifier) e fausia ai ni vaega laiti e tutupu a'e i le PTFE latex. O lenei metotia e fa'aaogaina lautele e gaosia ai ni vaega PTFE manifinifi e talafeagai mo le ufiufi po'o le fa'asalalauina.
2. Polymerization fa'a'au'au
E gaosia ai ni fasi PTFE tetele (granular). E masani ona fa'aaogaina oloa granular mo le fa'afoliga ma le fa'asinuina.
I auala uma e lua, e faʻaaogaina se radical initiator (e pei o le persulfate) e amata ai le tali atu o le polymer chain formation. E faia le tali atu i totonu o se reactor ua faʻamamafaina ma le pulea saʻo o le vevela e faʻamautinoa ai le mautu o le fua faatatau o le tali atu ma le tutusa o le lelei o le polymer.
3.3. Vavae'eseina ma le fufuluina o polymers
A maeʻa le polymerization, ona vavaeʻeseina lea o le PTFE mai le vai. Afai o loʻo i le tulaga latex, e faia le coagulation (coagulation), ona:
– fufuluina e aveese ai le surfactant/initiator o totoe,
– fa'amamā ma fa'amago.
E taua tele le lelei o le fufuluina e faʻamautinoa ai meatotino eletise, mama, ma le faʻatinoga faʻakemikolo o le PTFE.
3.4. Fa'agasologaina i oloa (fa'afoliga ma fa'asinoga)
E tulaga ese le PTFE ona e le mafai ona fa'agasoloina i auala masani e pei o le polyethylene, aua e le tafe pei o se vai mafiafia pe a fa'avevela masani. O le mea lea, o auala nei e masani ona fa'aaogaina:
– fa'apipi'iina o le fa'apipi'iina (fa'apipi'iina o le pa'u),
– ona sosoo ai lea ma le sintering (fa'atonutonuina o le fa'avevela i luga a'e o se tulaga fesuia'i patino) ina ia fa'apipi'i fa'atasi vaega ma avea ma mea malo.
Mo isi fluoropolymers e pei o le FEP ma le PFA, e faigofie le fa'agasologaina o le thermoplastic (e mafai ona fa'aoso pe tuiina) e talafeagai ai mo paipa, ata tifaga ma ufiufi uaea.
4. Mea e fuafua ai meatotino o palasitika fluorocarbon
O meatotino sili ona lelei o fluorocarbons e mafua mai i uiga ese o le fusi C–F ma le fausaga o le polymer:
– Tete'e maualuga i vaila'au fa'akemikolo: tete'e i 'asiti malolosi, fa'avae, nisi fa'aola okesene, ma vaila'au fa'aola.
– Malosiaga maualalo i luga: e lē pipii, faigata ona susu (e lē pipii i le vai/e lē pipii i le vai).
– Mausali i le vevela maualuga: o nisi ituaiga e mafai ona galue i le selau tikeri Celsius.
– Maualalo le fua fa'atatau o le fete'ena'iga: lelei mo fa'aoga e mana'omia ai le "fa'ase'e".
– Uiga lelei o le dielectric: aemaise lava le PTFE.
– Tetee atu i le UV ma le tau: E masani ona faʻaaogaina le ETFE mo faʻaoga i fafo.
Ae e iai foʻi tapulaʻa:
– Taugata tele.
– E sili atu ona lavelave le fa'agasologaina o le PTFE.
– I le vevela maualuga tele (soona vevela), e mafai e fluoropolymers ona pala, ma maua ai kasa/mea e maua mai ai, o lea e tatau ai ona faʻaaogaina e tusa ai ma faʻatonuga.
5. Fa'aaogāina o palasitika fluorocarbon i fa'aoga fa'akemikolo
5.1. Paipa, paipa fa'a'ele'ele, ma ufiufi mo vaila'au fa'a'ele'ele
I le alamanuia o vailaʻau, e masani ona manaʻomia e paipa uʻamea le ufiufi e teteʻe atu ai i le ele. E faʻaaogaina Fluoropolymers e pei o:
– le ufiufi o tane teu oloa 'āsi,
– paipa fa'aliliu vai fa'amama,
– paipa mo vailaʻau malolosi,
ona e tete'e i mea eseese e pei o le sulfuric acid, hydrochloric acid, NaOH, ma nisi o solvents organic.
5.2. Gaskets, O-rings, ma fa'amaufa'ailoga i luga o le reactor
O fa'amaufa'ailoga ma gaskets o ni vaega taua ia i totonu o faiga fa'amamafa/matautia. O le PTFE ma ona fesuia'iga e fa'aaogaina lautele e pei o:
– gasket o le flange,
– valve afifi,
– fa'amaufa'ailoga o le pamu,
auā e lē faigofie ona fa'aleagaina e vaila'au ma e mafai ona fa'atumauina lona lelei i le tele o le vevela.
5.3. Meafaigaluega ma meafaigaluega fa'atino
I totonu o le fale suʻesuʻe, e faʻaaogaina fluoropolymers mo:
– fagu ma koneteina faʻataʻitaʻiga (aemaise lava fagu e vave ona tali atu i ai),
– paipa mo le chromatography,
– vaega o le valve, mea fa'apipi'i, ma feso'ota'iga,
auā e faʻaitiitia ai le faʻaleagaina ma le tali atu i vailaʻau.
E faʻaaogaina foʻi le PTFE i pa faʻagaeʻe maneta e fai ma vaega puipuia e le gaoioi.
5.4. Membranes ma le fa'amamāina i faiga fa'akemikolo
E faʻaaogaina lautele le PVDF ma le PTFE mo:
– membrane fa'amamā (microfiltration/ultrafiltration),
– faamama mo vai fa'amama ma kasa,
– faiga fa'amamāina,
ona e mautu i vailaʻau ma e iai ni ona uiga patino e lagolagoina ai le faʻamamāina.
5.5. Alamanuia o le fa'agasologa o le semiconductor ma vaila'au
I le gaosiga o semiconductor, e tele faiga e faʻaaogaina ai vailaʻau mama ma e matuā ʻeleʻelea. E faʻaaogaina Fluoropolymers mo:
– paipa kemikolo mama atoatoa,
– tane ma valve,
– vaega e tatau ona faʻaitiitia ai le "leaching" (faʻasaʻolotoina o mea leaga),
ona e taua tele le mama ma le tete'e atu i vaila'au.
5.6. Ufiufi e lē pipii ma e tete’e atu i le ‘ele
O meatotino e le pipii o le PTFE e faʻaaogaina e le gata i masini eletise o fale, ae faʻapea foi i:
– meafaigaluega fa'agasolo e faigofie ona pala (fa'aputuina),
– paipa/fa'aputuga mo pauta vaila'au,
– vaega e manaʻomia ai le teteʻe maualalo i feteʻenaʻiga,
ina ia lē pipii faigofie le mea ma faigofie ai ona faamama.
6. Faʻataʻitaʻiga o le filifilia o le ituaiga fluoropolymer mo manaʻoga faʻakemikolo
– PTFE: sili ona lelei mo le le gaoioi o vailaʻau ma le vevela maualuga; talafeagai mo gaskets, linings, labware.
– PFA/FEP: faigofie ona fa'atulaga; talafeagai mo paipa fetu'una'i, paipa, ma vaega sa'o.
– PVDF: malosi, tete'e atu i vaila'au, e masani ona fa'aaogaina mo membrane, nisi paipa fa'agasolo, ma fa'aoga e mana'omia ai le malosi fa'amekanika maualuga atu.
– ETFE: malosi ma tete'e i le tau; talafeagai mo siosiomaga i fafo po'o mana'oga fa'amekanika maualuluga.
O le filifilia o meafaitino e masani ona amana'ia ai: le malosi o le vaila'au, le vevela o le fa'agaioiga, le mamafa, mana'oga o le fetu'una'i, ma tulaga fa'atonuina o le saogalemu ma tulafono fa'atonutonu.
7. Faaiuga
E gaosia palasitika fluorocarbon e ala i le polymerization o monomers fluorinated (e pei o le TFE poʻo le VDF) i se faiga faʻapisinisi e matua pulea lelei. O le mea e maua mai ai e mitamita i le tuʻufaʻatasiga o meatotino sili ona lelei: teteʻe maualuga i vailaʻau, mautu maualuga i le vevela, meatotino maseesee, ma le maualalo o le tali atu. I faʻaoga faʻakemikolo, e taua tele le sao o fluoropolymers i paipa ma laina e teteʻe ai i le pala, gaskets ma faʻamaufaʻailoga o le reactor, vaega o meafaigaluega i fale suʻesuʻe, membrane filtration, ma e oʻo lava i faiga ultrapure i le alamanuia semiconductor.
Afai e te manaʻo ai, e mafai ona ou fetuʻunaʻia lenei tusiga ina ia sili atu ona faʻapitoa (e pei o le taulaʻi atu i eseesega i le va o emulsions ma suspensions, pe faʻatusatusa le PTFE–PFA–FEP mo le teteʻe atu i se lisi faʻapitoa o vailaʻau), pe tuʻufaʻatasia o se pepa faʻatasi ma upusii ma se lisi o mea e maua mai ai.
