اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE

توصیفی کامل از اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE

اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE به منظور تولید محصولاتی به کار برده میشود که به مقاومت شیمیایی بالایی در برابر خوردگی نیاز دارند و برای فعالیت های سنگین استفاده میشوند. این ماده نوعی پلیمر نیمه فلوئورینی است که به ان فلوئوروپلیمر هم گفته میشود. ماده یاد شده خاصیت نیمه بلورین دارد و میتوان ان را در حالت ذوب فراوری کرد. از نظر شیمیایی نیز اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE نوعی هم بسپار از اتیلن و کلروتریفلوئوراتیلن است و با برند Halar ECTFE ، تولیدی شرکت Solvay Specialty Polymers شناخته میشود که شرکت جایگزین Solvay است.

خواص فیزیکی و شیمیایی اتیلنکلروتریفلوئورواتیلنی ECTFEکدامند؟

از زمانی که این ماده در سال 1970 معرفی شد، برای صنایعی استفاده میشود که به مقاومت در برابر خوردگی و فرسایش نیاز دارند. همچنین این ماده در برابر اسید های غلیظ و دمای بالا،محیط های سخت، عاملهای اکسید کننده و تعداد زیادی از حلالها مقاوم میباشد. علاوه بر آن گفته میشود که این ماده مقاومت شیمیایی مشابه پلی تترافلوئورواتیلن دارد. نفوذ مولکولهای بزرگ در فلوئوروپلیمر ها نسبتا ارام است ولی این موضوع تاثیری بر محصول نهایی نخواهد داشت. اگرچه این امکان وجود دارد که مولکولهای کوچک در زمانی متناسب بتوانند وارد ماتریس مولکولی شوند. در محصولاتی که خاصیت پوششی دارند، میزان نفوذ مولکولهای کوچک در پلیمر میتواند مشخص کند که محصول به چه مدتی خواص ضد خوردگی خود را حفظ میکند. H2O, O2, Cl2, H2S, HCl, HF, HBr, N2, H2, CH3OH نسبتا وضعیتی متحرک در ماتریس پلیمری دارند و میتوانند اثرات قالب توجهی را ایجاد نمایند.

در تعدادی از محصولاتی که کاربری پوششی دارند نیز مقاومت در برابر نفوذ فاکتوری مهم به شمار می اید زیرا مواد نفوذ کننده ممکن است به زیر لایه های مکانیکی حمله کنند مانند پلاستیکهای تقویت شده با فیبر یا فولاد. مقاومت بالای  اتیلنکلروتریفلوئورواتیلنی ECTFE در برابر خوردگی، ناشی از فضای خالی است که توسط اتم کلرین در زنجیره پلیمری اشغال شده است.

گستره ی دمای کارکردی این ماده بین منفی 76 درجه سانتی گراد تا 150 درجه سانتی گراد (یا منفی 105 تا 300 درجه فارنهایت) میباشد. مقاومت این نوع از فلوئوروپلیمرها در برابر ضربه هم زیاد میباشد و ضریب  Young (یک ویژگی مکانیکی که میزان استحکام ماده را ارزیابی میکند) در ان 1700 مگا پاسکال است و به همین دلیل امکان به کار گیری اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE برای تولید سیستم های لوله گذاری پرفشار و محصولاتی که مستقل بروی یک قسمت قرار میگیرند، فراهم میشود. حتی ماده یاد شده مصارف زیادی در محصولات برودتی دارد که ناشی از استحکام بالای ان در برابر ضربه میباشد.

مقاومت اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن در برابر آتش هم بالاست و شاخص محدود کننده ی اکسیژن در این ماده 52 درصد میباشد. در نتیجه ماده یاد شده بین پلیمر های کاملا فلویورینه مانند پلی تترافلوئورواتیلن، پرفلوئوروالکوکسی، اتیلن پروپیلن فلویورینه (با شاخص محدود کنند اکسیژنی 95 درصد) و سایر پلیمر های نیمه فلویورینه مانند پلی وینیل دین فلوراید (با شاخص محدود کننده اکسیژنی 44 درصد) و اتیلن تترافلوئوراتیلن (با شاخص محدود کنند اکسیژنی 30 درصد) قرار میگیرد.

اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE در برابر جریانهای الکتریکی نیز نارسانا است و مقاومت بالا، ضریب پایین دی الکتریک و فاکتور انتشار کم از خواص ان میباشند. تمامی این خواص  باعث میشوند تا بتوان از این ماده برای تولید سیم، کابل و سپس پوشش ها استفاده کرد. اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE همانند سایر فلوئوروپلیمر ها  دارای مقاومت بالایی در برابر اشعه فرابنفش است، به خصوص نوع اول و دوم این اشعه که در نهایت امکان به کار گیری این پلیمر در تولید محصولات خارج از خانه را ممکن می سازند.

فیلمهای ساخته شده از اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE میتوانند کاملا شفاف باشند. کمپانی Specialty ECTFE films Press نوعی فیلم مسدود کننده پرتوهای فرابنفش را با برند Halar تولید کرده است که میتواند شفافیت و حفاظت را برای لایه های زیرین فراهم سازد.

در نهایت اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE را میتوان به روش های متمایزی جوش داد:

• جوشکاری سر به سر
• جوشکاری مادون قرمز
• جوشکاری پربسامد
• جوشکاری با گاز داغ
• جوشکاری فراصوتی یا فراآوایی

مزایای اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE عبارتند از :

• قابلیت فراوری در حالت ذوب
• خواص الکتریکی پربسامد مطلوب
• مقاومت خوب در برابر خزش و کشش
• تابش خوب و مقاومت در برابر فرسودگی

معایب اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE عبارتند از:

• اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE میتواند بسیار گران باشد و همچنین استرها و هیدروکربنهای آروماتیک به ان حمله میکنند

اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFEچه مصارفی دارد؟

میتوان اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE را به روش های مختلفی استفاده کرد از جمله:

• در پوشش های پودری الکترواستاتیک برای سطوح فلزی
• برای روتو لاینینگ بروی سطوح فلزی
• برای پوشش های ورقه ای بروی سطوح فلزی یا پلاستیکهای تقویت شده با فیبر مانند فایبر گلاس، کربن فیبر و سایر موارد
• برای روزن رانی یا قالب گیری تزریقی محصولاتی که به طور مستقل در یک نقطه قرار میگیرند به خصو ص لوله های پرفشار
• برای قالب گیری چرخشی محصولاتی مانند مخزن و سایر مواد
• به عنوان یک فیلم حفاظت کننده که در ان به مقدار مورد نیاز از چسب استفاده شده است

پودرهای ساخته شده از این ماده نیز  به مدت چندین دهه برای تولید پوشش های پودری الکترواستاتیک استفاده میشدند. ماده یاد شده خواص مناسبی برای  تولید فیلم دارد و حتی میتوان ان را بدون استفاده از پرایمر، مستقیما بروی سطح فلزی قرار داد. در نهایت ضخامت این پوشش زیاد خواهد شد. پوشش های پودری اتیلنکلروتریفلوئورواتیلنیاECTFEدارای ضخامت متوسط 0.8 میلی متر میباشند  و برای درجات خاص، این ضخامت میتواند به 2 میلی متر هم برسد. روزن رانی ورقه های ساخته شده از این پلیمر و سایر تولیدات مانند لوله، شیر فلکه و ظروف همگی در حوزه ی صنعت شیمی صورت میگیرند. ضخامت معمول این ورقه ها 2.3 میلی متر است ولی میتواند تا 4 میلی متر هم افزایش پیدا کند. انواع ضخیم ورقه ها با استفاده از روش فشردگی قالب گیری میشوند و ممکن است ضخامتی تا 50 میلی متر هم داشته باشند. از این ورقه ها در صنعت نیمه رسانا و برای Wet Bench (نوعی ابزار فراوری کاملا اتومات) و یا اتومات سازی سایر بخش ها استفاده میشود.

سیستم های لوله های پرفشار هم از لوله ها، شیر فلکه و اتصالاتی تشکیل شده اند که همگی از اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE ساخته میشوند و قطر انها در بازار تا 160 میلی متر است. تولیداتی که به صورت چرخشی قالب  گیری شده اند، نمونه یاد شده را تکمیل میکنند.

مهم ترین کاربرد این ماده در حوزه حفاظت از خوردگی یا سایش است. اتیلن کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE به مدت چندین دهه در صنایع مختلف به کاربرده شده است:

• تجهیزات رنگ بری در کاغذ و خمیر کاغذ
• تولید سولفوریک اسید و ذخیره ان
• گرداورنده های الکترولیز یا تجهیزات خشک کننده در صنایع کلرین
• محفظه های انتقالی برای مواد خطرناک
• صنایع مرتبط با هالوژن (برومین، کلرین و فلوئورین)
• قرار گیری در معرض اسیدها (سولفوریک اسید، نیتریک اسید، فسفریک اسید، هیدروژن هالیدها، هیدروژن سولفید و سایر موارد)
• عملیات معدنی مانند فناوری های استخراج مواد ارزشمند معدنی

کلروتریفلوئورواتیلن یا ECTFE به طور گسترده ای در صنایع نیمه رسانا، ابزارهای  رنگ بری و سیستم های لوله کشی  استفاده میشود.

از ماده یاد شده در حوزه پزشکی هم بهره گرفته میشود و زمانی کاربردی است که تجهیزات در معرض شوینده های شیمیایی قرار گیرند. علاوه بر ان، این پلیمر برای تولید پوشش های اولیه و ثانویه در کابلهای ویژه مانند کابلهای داده یا کابلهای حرارتی خود تنظیمی و یا محصولاتی استفاده میشود که به مقاومت بالا در برابر آتش و خواص الکتریکی مطلوب نیاز دارند.

کلروتریفلوئورواتیلن به صورت فیبر های تک رشته ای نیز موجود است و در صنایع فراوری شیمیایی و تصفیه گازهای سمی خارج شده از لوله ها و یا دودکش ها به کار برده میشود.

اخیرا  پیشرفت های شکل گرفته در حوزه فیبر ها شامل کلروتریفلوئورواتیلن های غیربافته شده میشود. این ماده بیشتر مواد شیمیایی مهاجم را که با پلی تترافلوئورواتیلن پوشیده شده اند، را  میتواند بپوشاند ولی بر خلاف پلی تترافلوئورواتیلن،  فیبر های کلروتریفلوئورواتیلن میتوانند چین داده شوند. انواع غیر بافته دارای واکنش پذیری کمی میباشند ولی سطح انها بزرگ بوده و دارای روزنه های زیادی هستند. از این ماده به عنوان فیلتر برای اسید های واکنش پذیر یا مواد قیلیایی حتی در دماهای بالا و جدا کننده های باطری استفاده میشود. یکی دیگر از مصارف کلروتریفلوئورواتیلن با نام “Halar veil” شناخته میشود که به منظور ساخت لوله یا شیر فلکه در محیط های فرسایشی مانند تجهیزات کلرآلکالی استفاده میشود.

از انجایی که پلیمر یاد شده مقاومت خوبی در برابر شعله های آتش دارد و خواص ظاهری ان مطلوب میباشد، فیلم های Halar به مدت سالها  در صنعت هواپیمایی و همچنین ورقه های سلولهای خورشیدی استفاده شده اند. شهرت فیلم های ساخته شده از این نوع پلیمر از ورقه های سبک وزنی نشات میگیرد که در پروژه ی نبض خورشیدی Bertrand Piccard از انها استفاده شد. وی اولین کسی بود که تصمیم گرفت تا دور دنیا را با یک هواپیمای خورشیدی پرواز کند.

سایر مصارف کلروتریفلوئورواتیلن عبارتند از :درپوش هایی برای ذخیره ی اکسیژن مایع و سایر پیشرانه ها در صنعت هواپیمایی. خواص شیمیایی این ماده در بسیاری از جهات مشابه پلی تترافلوئورواتیلن است ولی نقطه ذوب ان کمتر میباشد.