PTFE निर्माण प्रक्रिया को समझना: कच्चे माल से लेकर उत्पादन चरण तक

बहुलकीकरण:

क्लोरोफॉर्म हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया करके ट्राइफ्लोरोमेथिल क्लोरोफॉर्म बनाता है, जिसे गर्म करके मोनोमर टेट्राफ्लोरोएथिलीन बनाया जाता है। इस मोनोमर को आसवन या सुखाने के माध्यम से शुद्ध किया जाता है ताकि अशुद्धियाँ दूर हो जाएँ। टेट्राफ्लोरोएथिलीन के बहुलकीकरण की दो मुख्य विधियाँ हैं: निलंबन बहुलकीकरण और पायस बहुलकीकरण।

  • निलंबन बहुलकीकरण: टेट्राफ्लुओरोएथिलीन को एक आरंभक और विक्षेपक एजेंट के साथ पानी में डाला जाता है। इसे गर्म करके दानेदार PTFE रेज़िन बनाया जाता है, जिसका आकार आमतौर पर 50 से 500 माइक्रोन तक होता है। फिर PTFE के ठोस कणों को छानकर अलग किया जाता है। 
  • पायस बहुलकीकरण: इस प्रक्रिया में, पानी को एक पायसीकारक के साथ माध्यम के रूप में इस्तेमाल किया जाता है, जिससे एक महीन पाउडर PTFE रेज़िन बनता है, जिसका आकार आमतौर पर 1 माइक्रोन से भी कम होता है। इस पायस को तोड़ा जाता है, फिर जमाया जाता है, धोया जाता है और सुखाया जाता है जिससे PTFE पाउडर रेज़िन बनता है। 

पाउडर पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन राल

प्रसंस्करण विधियाँ:

दबाव से सांचे में डालना:
सिद्धांत यह है कि पाउडर को संपीड़ित करके एक प्रीफॉर्म में डाल दिया जाए और फिर उच्च तापमान पर सिंटर करके कणों को पिघलाया जाए और एक साथ जोड़ा जाए, तत्पश्चात आकार निर्धारित करने के लिए उसे ठंडा किया जाए।

 

    • सिंटरिंग: उच्च तापमान के कारण PTFE कण पिघलकर फैल जाते हैं, जिससे एक सतत संरचना बन जाती है। 
    • पिघलना: जब तापमान 327°C से अधिक हो जाता है, तो PTFE कण क्रिस्टलीय अवस्था से अनाकार अवस्था में परिवर्तित हो जाते हैं, तथा सतह पिघलकर एक "प्रवाह परत" का निर्माण करती है। 
    • पारंपरिक संपीड़न मोल्डिंग: पाउडर को मैन्युअल रूप से एक सांचे में रखा जाता है, फिर दबाया जाता है, और सांचे को खोलने के बाद भाग को निकाल लिया जाता है। 
    • स्वचालित संपीड़न मोल्डिंग: यह प्रक्रिया पूर्णतः स्वचालित है तथा मशीनरी द्वारा नियंत्रित होती है। 
    • आइसोस्टेटिक मोल्डिंग: कच्चे माल को एक लचीले सांचे में रखा जाता है, तथा समान दबाव वाला वातावरण बनाने के लिए पानी या तेल जैसे तरल पदार्थों का उपयोग करके समान दबाव डाला जाता है।

                                  दबाव से सांचे में डालना

यह विधि प्लेट, रॉड, सील और डिस्क जैसे साधारण, मोटी दीवारों वाले उत्पाद बनाने के लिए आदर्श है। यह प्रक्रिया सरल और लागत-प्रभावी है, छोटे बैच उत्पादन के लिए उपयुक्त है, लेकिन इसका आकार साँचे द्वारा सीमित होता है।

 

एक्सट्रूज़न मोल्डिंग:
सिद्धांत यह है कि PTFE पाउडर को कमरे के तापमान पर एक सांचे के माध्यम से लगातार प्रवाहित करने और आकार देने के लिए "एक्सट्रूज़न सहायता + दबाव" का उपयोग किया जाए, इसके बाद डीग्रीजिंग, सिंटरिंग और इलाज किया जाए।

 

           डीग्रीजिंग: एक्सट्रूज़न सहायता को हटाता है, जो 60-120°C पर वाष्पीकृत हो जाती है।

एक्सट्रूज़न मोल्डिंग

 

इस विधि का उपयोग आमतौर पर लंबी, पतली दीवार वाले उत्पाद जैसे पाइप, केबल इंसुलेशन और पतली छड़ें बनाने के लिए किया जाता है। यह कम्प्रेशन मोल्डिंग की तुलना में अधिक कुशल है।

 

संसेचन मोल्डिंग:
इस विधि में PTFE परिक्षेपण द्रव की तरलता का उपयोग किया जाता है, जो सब्सट्रेट में प्रवेश करता है, चिपकता है और कठोर होकर उसके साथ बंध जाता है। कपड़े या धातु की जाली जैसी छिद्रयुक्त सामग्रियों को PTFE परिक्षेपण द्रव में भिगोया जाता है, जिससे सतह पर या छिद्रों के अंदर एक सतत परत या मिश्रित संरचना बन जाती है।

इसका उपयोग आमतौर पर संक्षारण-रोधी फ़िल्टर फ़ैब्रिक, उच्च-तापमान कन्वेयर बेल्ट और मिश्रित सीलिंग सामग्री बनाने के लिए किया जाता है। हालाँकि, कोटिंग की मोटाई की एकरूपता को नियंत्रित करना चुनौतीपूर्ण हो सकता है।

 

संसेचन मोल्डिंग

स्ट्रेचिंग मोल्डिंग:
पीटीएफई को एक विशिष्ट तापमान पर खींचा जाता है, जिससे इसकी सघन क्रिस्टलीय संरचना टूट जाती है, जिससे एक दिशा (एकअक्षीय) या दोनों दिशाओं (द्विअक्षीय) में एक छिद्रयुक्त नेटवर्क संरचना (ईपीटीएफई) बनती है।

इस विधि का उपयोग कृत्रिम रक्त वाहिकाओं, सांस लेने योग्य झिल्लियों, सीलिंग टेप आदि बनाने के लिए किया जाता है।

इसका मुख्य लाभ छिद्रता और यांत्रिक गुणों को नियंत्रित करने की क्षमता है, जिसमें प्रक्रिया पैरामीटर जैसे कि खींचने की गति और तापमान का उत्पाद के प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

स्ट्रेचिंग मोल्डिंग

 

मशीनिंग:
सिंटरिंग के बाद, वांछित मोटाई और आकार प्राप्त करने के लिए टर्निंग, मिलिंग और ड्रिलिंग जैसी प्रक्रियाओं का उपयोग करके PTFE प्रीफॉर्म को सटीक रूप से मशीन किया जा सकता है।

इस विधि का उपयोग सटीक सीलिंग रिंग, कस्टम गास्केट, बियरिंग आदि के उत्पादन के लिए किया जाता है।

                                              मशीनिंग

 

सारांश:

  • दबाव से सांचे में डालना उत्पाद के आकार और यांत्रिक गुणों को अच्छी तरह से नियंत्रित करता है, जिससे यह समान घनत्व वाले उच्च शक्ति वाले भागों के लिए आदर्श बन जाता है। आइसोस्टैटिक मोल्डिंग पूरे पदार्थ में एक समान घनत्व बनाता है, जिससे यह उच्च शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बन जाता है। 
  • एक्सट्रूज़न मोल्डिंग इसका उपयोग आमतौर पर पाइपों और छड़ों के लिए किया जाता है और यह संपीड़न मोल्डिंग की तुलना में अधिक कुशल है। 
  • संसेचन मोल्डिंग यह लचीला है और छोटे या अनियमित आकार के उत्पादों के लिए उपयुक्त है, हालांकि कोटिंग की मोटाई को नियंत्रित करना मुश्किल हो सकता है। 
  • स्ट्रेचिंग मोल्डिंग यांत्रिक गुणों को बढ़ाता है और छिद्रता और सतह की गुणवत्ता पर सटीक नियंत्रण की अनुमति देता है। 

मशीनिंग जटिल आकृतियों और कस्टम गास्केट और बियरिंग जैसे भागों के लिए उच्च परिशुद्धता प्रदान करता है।

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