सहोदर पॉलिमर तुलना
पीटीएफई और एफईपी दोनों पूरी तरह से फ्लोरिनेटेड पॉलिमर हैं। वे समान कार्बन फ्लोरीन बंधन रसायन शास्त्र साझा करते हैं जो लगभग सार्वभौमिक रासायनिक प्रतिरोध प्रदान करता है। एफईपी {{4}फ्लोरिनेटेड एथिलीन प्रोपलीन {{5}अनिवार्य रूप से टेट्राफ्लोरोएथिलीन और हेक्साफ्लोरोप्रोपाइलीन का एक कॉपोलिमर है, जहां एचएफपी कोमोनोमर छोटी पेरफ्लूरोमेथाइल साइड शाखाएं पेश करता है जो क्रिस्टलीयता को कम करता है और पिघलने में सक्षम बनाता है।
चूँकि दोनों पेरफ़्लुओरिनेटेड हैं, व्यक्तिगत एसिड और क्षार के प्रति उनका रासायनिक प्रतिरोध तुलनीय है। दोनों को संपूर्ण पीएच रेंज में सेवा के लिए रेट किया गया है। उनके बीच का अंतर चक्रीय सेवा में उभरता है {{2}जहां हीट एक्सचेंजर वैकल्पिक रासायनिक वातावरण में पारगम्यता, थर्मल साइक्लिंग और यांत्रिक तनाव के प्रति अपनी अलग-अलग प्रतिक्रियाओं के माध्यम से एसिड और क्षारीय एक्सपोजर के बीच वैकल्पिक होता है।
पारगमन और रासायनिक चक्रण में अंतर
एफईपी में पीटीएफई की तुलना में कम क्रिस्टलीयता होती है, आमतौर पर 40-70% के मुकाबले 40% 50%। अर्ध-क्रिस्टलीय बहुलक में अनाकार क्षेत्रों में क्रिस्टलीय क्षेत्रों की तुलना में अधिक मुक्त मात्रा होती है। छोटे अणुओं का प्रवेश मुख्यतः अनाकार चरण के माध्यम से होता है।
जब एफईपी एक एसिड समाधान के संपर्क में आता है, तो एसिड अणु अनाकार क्षेत्रों में प्रवेश करते हैं। जब उसी एफईपी घटक को क्षारीय घोल के संपर्क में लाया जाता है, तो प्रवेशित एसिड पॉलिमर मैट्रिक्स के अंदर आने वाले क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है। प्रतिक्रिया से पानी और नमक पैदा होता है। पॉलिमर मुक्त आयतन के सीमित स्थान में बना पानी का अणु, ऑपरेटिंग तापमान पर वाष्पीकृत होने पर फैलता है। विस्तार पॉलिमर के भीतर सूक्ष्म दबाव दालों का निर्माण करता है।
कई अम्लीय {{0}क्षारीय चक्रों में, ये बार-बार होने वाली सूक्ष्म दबाव वाली घटनाएँ एक प्रकार की थकान का कारण बनती हैं जो पारगम्य साइकिलिंग के लिए अद्वितीय है। अनाकार क्षेत्रों में सूक्ष्म रिक्तियाँ बढ़ती और एकत्रित होती हैं। पॉलिमर के यांत्रिक गुणों में विशेष रूप से टूटने पर लम्बाई में गिरावट आती है, जो अकेले थर्मल एजिंग से अनुमान लगाया जा सकता है।
पीटीएफई, इसकी उच्च क्रिस्टलीयता के साथ, पारगम्यता के लिए कम अनाकार मुक्त मात्रा है। अम्ल और क्षार के अणु कम गहराई में प्रवेश करते हैं। चक्रीय पारगमन थकान प्रभाव तदनुसार कम हो जाता है। चक्रीय जोखिम के तहत यांत्रिक गुण लंबी अवधि तक स्थिर रहते हैं।
तालिका 1: चक्रीय अम्ल-क्षारीय प्रदर्शन तुलना (10% एचसीएल / 10% NaOH वैकल्पिक, 80 डिग्री, 1-घंटे चक्र)
| प्रदर्शन पैरामीटर | एफईपी | पीटीएफई |
|---|---|---|
| क्रिस्टलीयता (%) | 40-50 | 50-70 |
| अनाकार अंश (%) | 50-60 | 30-50 |
| एसिड पारगमन दर (सापेक्ष) | 1.5-2.0× | 1.0× |
| चक्रीय पारगमन थकान प्रभाव | औसत दर्जे का | न्यूनतम |
| 5,000 चक्रों के बाद तन्य शक्ति प्रतिधारण (%) | 70-85 | 90-95 |
| 5,000 चक्रों के बाद बढ़ाव प्रतिधारण (%) | 55-75 | 85-95 |
| सूक्ष्म-शून्य निर्माण | अनाकार क्षेत्रों में पाया गया | न्यूनतम |
| सतत सेवा तापमान (डिग्री) | 204 | 260 |
| पिघलो-प्रक्रियाशीलता | हाँ (वेल्ड करने योग्य) | नहीं |
| सापेक्ष सामग्री लागत | 1.2-1.5× | 1.0× |
एफईपी का वेल्डेबिलिटी लाभ
पीटीएफई की तुलना में एफईपी का एक स्पष्ट लाभ पिघलने की क्षमता है। एफईपी को बाहर निकाला जा सकता है, इंजेक्शन के साथ ढाला जा सकता है, और हीट एक्सचेंजर निर्माण के लिए महत्वपूर्ण रूप से {{4}बट को वेल्ड किया जा सकता है। वेल्डेड एफईपी ट्यूब {{7} से - हेडर जोड़ों को बिना किसी यांत्रिक फिटिंग, बिना संपीड़न सील और बिना किसी दरार के बनाया जा सकता है। यह अति{{10}उच्च-शुद्धता वाले अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण लाभ है जहां यांत्रिक फिटिंग में संदूषण का जोखिम होता है।
PTFE को पारंपरिक तरीकों से पिघलाया नहीं जा सकता है। ट्यूब कनेक्शन संपीड़न फिटिंग, फ्लेयर्ड जोड़ों या फ़्लैंग्ड कनेक्शन पर निर्भर करते हैं। ये यांत्रिक जोड़ विश्वसनीय हैं लेकिन इनमें दरारें आ जाती हैं और समय-समय पर पुनः टॉर्क की आवश्यकता होती है।
ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जहां अम्लीय क्षारीय चक्रों की संख्या मध्यम है और यांत्रिक फिटिंग का उन्मूलन चक्रीय पारगम्य थकान प्रतिरोध की तुलना में उच्च प्राथमिकता है, कम क्रिस्टलीयता के बावजूद एफईपी को प्राथमिकता दी जा सकती है।
तापमान सीमा का अंतर
एफईपी का 204 डिग्री का निरंतर सेवा तापमान अधिकांश रासायनिक प्रसंस्करण के लिए पर्याप्त है, लेकिन पीटीएफई की 260 डिग्री रेटिंग से कम है। उच्च {{3}तापमान चक्रीय एसिड {{4}क्षारीय सेवा {{5}में जैसे कि रासायनिक रिएक्टर हीटिंग में जहां तापमान 200{7}}220 डिग्री तक पहुंच सकता है -पीटीएफई एक व्यापक सुरक्षा मार्जिन प्रदान करता है।
180 डिग्री से ऊपर के तापमान पर, एफईपी की कम क्रिस्टलीयता और उच्च अनाकार अंश पारगम्यता और चक्रीय जोखिम के यांत्रिक प्रभाव दोनों को तेज करते हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है एफईपी और पीटीएफई के बीच प्रदर्शन अंतर बढ़ता जाता है।
सारांश
पीटीएफई अपनी उच्च क्रिस्टलीयता के कारण चक्रीय एसिड क्षारीय सेवा में एफईपी से बेहतर प्रदर्शन करता है, जो अनाकार चरण में पारगम्यता को कम करता है और चक्रीय पारगम्य थकान को कम करता है जो एफईपी के यांत्रिक गुणों को उत्तरोत्तर कम करता है। हजारों रासायनिक चक्रों के बाद पीटीएफई अपनी तन्य शक्ति का 90-95% बरकरार रखता है, जबकि एफईपी के लिए यह 70-85% है।
एफईपी की वेल्डेबिलिटी अल्ट्रा-{0}}उच्च-शुद्धता वाले अनुप्रयोगों में लाभ प्रदान करती है जहां यांत्रिक फिटिंग अवांछनीय है। एफईपी की तापमान सीमा के भीतर औद्योगिक चक्रीय रासायनिक सेवा के लिए, विकल्प एफईपी के निर्माण लचीलेपन के मुकाबले पीटीएफई के बेहतर चक्रीय स्थायित्व को संतुलित करता है।
चक्रीय रासायनिक सेवा फ्लोरोपॉलीमर चयन के लिए इंजीनियरिंग विश्लेषण एसिड और क्षारीय सांद्रता, चक्र आवृत्ति और अवधि, ऑपरेटिंग तापमान, शुद्धता आवश्यकताओं और वर्तमान उपकरण सेवा जीवन डेटा प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।
