البلمرة:
يتفاعل الكلوروفورم مع حمض الهيدروفلوريك لتكوين ثلاثي فلورو ميثيل كلوروفورم، والذي يُسخّن بعد ذلك لإنتاج المونومر رباعي فلورو الإيثيلين. يُنقى هذا المونومر بالتقطير أو التجفيف لإزالة الشوائب. هناك طريقتان رئيسيتان لبلمرة رباعي فلورو الإيثيلين: بلمرة التعليق وبلمرة المستحلب.
- بلمرة التعليق: يُوضع رباعي فلورو الإيثيلين في الماء، مع مادة بادئة وعامل تشتيت. يُسخّن لتكوين راتنج PTFE حبيبي، يتراوح حجمه عادةً بين 50 و500 ميكرون. ثم تُفصل جزيئات PTFE الصلبة بالترشيح.
- بلمرة المستحلب: في هذه العملية، يُستخدم الماء كوسيط مع مستحلب، مما ينتج عنه مسحوق راتنج PTFE ناعم، عادةً ما يكون حجمه أقل من ميكرون واحد. يُكسر المستحلب، ثم يُخثر، ثم يُغسل، ثم يُجفف لإنتاج مسحوق راتنج PTFE.
طرق المعالجة:
صب الضغط:
المبدأ هو ضغط المسحوق في شكل مسبق ثم تسخينه في درجات حرارة عالية لإذابة وربط الجزيئات معًا، يليه التبريد لتحديد الشكل.
-
- التلبيد: تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى ذوبان جزيئات PTFE وانتشارها، مما يؤدي إلى تشكيل بنية مستمرة.
- الذوبان: عندما تتجاوز درجة الحرارة 327 درجة مئوية، تنتقل جزيئات PTFE من الحالة البلورية إلى الحالة غير المتبلورة، مع ذوبان السطح لتشكيل "طبقة التدفق".
- القولبة بالضغط التقليدي: يتم وضع المسحوق يدويًا في قالب، ثم يتم ضغطه، ويتم إزالة الجزء بعد فتح القالب.
- صب الضغط التلقائي: تتم العملية بشكل آلي بالكامل ويتم التحكم فيها عن طريق الآلات.
- القولبة المتساوية: يتم وضع المادة الخام في قالب مرن، ويتم تطبيق ضغط موحد باستخدام سوائل مثل الماء أو الزيت لإنشاء بيئة ذات ضغط متساوي.
هذه الطريقة مثالية لإنتاج منتجات بسيطة ذات جدران سميكة، مثل الصفائح والقضبان والأختام والأقراص. العملية بسيطة واقتصادية، ومناسبة للإنتاج بكميات صغيرة، لكن حجمها محدود بالقالب.
القولبة بالبثق:
المبدأ هو استخدام "مساعد البثق + الضغط" لدفع مسحوق PTFE إلى التدفق والشكل بشكل مستمر من خلال قالب في درجة حرارة الغرفة، يليه إزالة الشحوم والتلبيد والتصلب.
إزالة الشحوم: يزيل مساعد البثق، الذي يتبخر عند درجة حرارة 60-120 درجة مئوية.
تُستخدم هذه الطريقة عادةً لصنع منتجات طويلة ورقيقة الجدران، مثل الأنابيب، وعزل الكابلات، والقضبان الرقيقة. وهي أكثر فعالية من القولبة بالضغط.
صب التشريب:
تستخدم هذه الطريقة سيولة سائل تشتت PTFE، الذي يخترق ويلتصق ويتصلب ليلتصق بالركيزة. تُنقع المواد المسامية، مثل القماش أو الشبكة المعدنية، في سائل تشتت PTFE، مُشكلةً طبقةً متصلةً أو بنيةً مُركّبةً على السطح أو داخل المسام.
يُستخدم عادةً في صناعة أقمشة الترشيح المقاومة للتآكل، وأحزمة النقل عالية الحرارة، ومواد الختم المركبة. ومع ذلك، قد يكون من الصعب التحكم في اتساق سمك الطلاء.
تمدد القالب:
يتم تمديد PTFE عند درجة حرارة محددة لكسر البنية البلورية الضيقة، مما يؤدي إلى إنشاء بنية شبكية مسامية (ePTFE) إما في اتجاه واحد (أحادي المحور) أو في كلا الاتجاهين (ثنائي المحور).
تُستخدم هذه الطريقة في تصنيع الأوعية الدموية الاصطناعية، والأغشية القابلة للتنفس، وأشرطة الختم، وما إلى ذلك.
الميزة الرئيسية هي القدرة على التحكم في المسامية والخصائص الميكانيكية، مع معلمات العملية مثل سرعة التمدد ودرجة الحرارة التي لها تأثير كبير على أداء المنتج.
التصنيع:
بعد عملية التلبيد، يمكن تصنيع قالب PTFE بدقة باستخدام عمليات مثل الخراطة والطحن والحفر لتحقيق السُمك والشكل المطلوبين.
تُستخدم هذه الطريقة لإنتاج حلقات الختم الدقيقة والحشيات المخصصة والمحامل والمزيد.
ملخص:
- صب الضغط يتحكم في حجم المنتج وخصائصه الميكانيكية بشكل جيد، مما يجعله مثاليًا للأجزاء عالية القوة ذات الكثافة الموحدة. يخلق القالب المتساوي الكثافة كثافة موحدة في جميع أنحاء المادة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات عالية القوة.
- صب البثق يتم استخدامه عادة للأنابيب والقضبان ويعتبر أكثر كفاءة من القولبة بالضغط.
- صب التشريب إنه مرن ومناسب للمنتجات الصغيرة أو ذات الشكل غير المنتظم، على الرغم من أن سمك الطلاء قد يكون من الصعب التحكم فيه.
- تمدد القالب يعمل على تعزيز الخصائص الميكانيكية ويسمح بالتحكم الدقيق في المسامية وجودة السطح.
التشغيل الآلي يوفر دقة عالية للأشكال والأجزاء المعقدة مثل الحشيات والمحامل المخصصة.