Kaip laidus PTFE kompozitai įgalina anti{0}}statinius šildytuvo apvalkalus?

Grynas PTFE yra vienas geriausių elektros izoliatorių, naudojamų pramoninėje įrangoje, ir dėl šios kokybės jis paprastai yra ypač vertingas panardinamo šildymo įrenginiuose. Tačiau bakuose, kuriuose yra labai atsparių, lakiųjų organinių tirpiklių, ta pati izoliacinė savybė gali būti paslėpta. Skysčiui judant per lygų PTFE paviršių, gali kauptis statinė elektra, panašiai kaip Van de Graaff generatorius įkraunamas dėl trinties ir judėjimo. Dėl elektrostatinės iškrovos netinkamomis sąlygomis gali užsidegti tirpiklio garai. Nauja laidžių PTFE kompozitų klasė pateikia atsakymą. Jie įveda į šildytuvo apvalkalą kruopščiai kontroliuojamą elektros laidumo kiekį. Tai leidžia statiniams krūviams saugiai išsisklaidyti, kol jie tampa žalingi.

Šiek tiek anglies suteikia PTFE taikiai, statinį{0}}sklaidantį asmenybę, elektra izoliuotą paviršių paverčiančiu paviršiumi, kuris gali lėtai nukraujuoti surinktą krūvį.

Šildant tirpiklių sistemas statinė elektra gali būti pavojinga
Daugelis pramoninių tirpiklių turi labai mažą elektrinį laidumą.

Pavyzdžiai:

Heksanas

Toluenas

Nagai, acetonas

Izopropilo alkoholis

Etilo alkoholis

Mišiniai ketonų pagrindu

Kadangi šie skysčiai teka dideliu greičiu per standartinį PTFE šildytuvą, dėl skysčio ir labai izoliuojančios dangos trinties gali atsiskirti elektrostatinis krūvis.

Įkrovos kaupimas gali būti padidintas keliomis darbo sąlygomis:

Didelis skysčio greitis

Siurblio cirkuliacija

Susijaudinimas ar purslų

Uždengimas sausomis dujomis

Maža santykinė oro drėgmė

Nelaidžios bako medžiagos

Jei įkrova negali būti tinkamai iškrauta, įtampos potencialas galiausiai gali viršyti supančios atmosferos dielektrinį skilimo stiprumą.

To pasekmė gali būti elektrostatinė kibirkštis, kuri gali uždegti degius garus.

Laidžių PTFE kompozitų idėja
Naujas sprendimas yra pakeisti pačią PTFE dervą.

Vietoj gryno PTFE gamintojai visoje fluoropolimero matricoje paskleidė nedidelį kiekį laidžios užpildo medžiagos.

Tipiški laidūs priedai yra šie:

Anglies juodumai

Anglies nanovamzdeliai

Grafito dalelės

Laidus anglies pluoštas

Vis dar pakankamai maža koncentracija, kad medžiaga vis dar labai panaši į PTFE pagal atsparumą korozijai ir suderinamumą su procesu.

Tačiau elektrinės savybės labai skiriasi.

Šis tyrimas yra laidžiojo PTFE kompozitinio antistatinio šildytuvo apvalkalo, kuriam šiuo metu skiriamas dėmesys chemijos perdirbimo sektoriuose, koncepcijos pagrindas.

Kaip laidūs užpildai keičia elektrines savybes
Grynas PTFE paprastai turi ypač didelę varžą:

10^18 omų-cm.

Štai kodėl tai yra labai geras izoliatorius.

Kai laidžios užpildo dalelės pasiskirsto dervoje, tarp gretimų dalelių susidaro nedideli laidūs takai.

Tai gali sumažinti kompozitinės medžiagos atsparumą tokia tvarka:

nuo 10^3 iki 10^6 omų cm

Šis laidumas nėra didelis, palyginti su metalais, bet yra pakankamai didelis, kad būtų galima lėtai išsklaidyti susikaupusį{0}}statinį krūvį.

Svarbu tai, kad medžiaga netampa elektrai laidžia medžiaga, kad veiktų kaip trumpasis jungimas esant normaliai šildytuvo darbinės įtampos įtampai.

Vietoj to, kompozitas yra tarpinės elektrinės būsenos, paprastai vadinamos anti-statiniu arba statiniu išsklaidymu.

Kaip veikia anti{0}}statinė medžiaga
Antistatinėms medžiagoms dažnai būdinga tokia paviršiaus varža:

10^5 ir 10^12 omų kvadratui

Įkrovos kaupimas šiame diapazone yra reguliuojamas elektros sauga ir izoliacinėmis savybėmis.

Šis reguliuojamas laidumas leidžia šildytuvo apvalkalui:

Neleiskite kauptis vietiniam mokesčiui-

Sumažinkite elektrostatinės iškrovos riziką

Laipsniškas paviršiaus krūvių išsisklaidymas

Padidinkite saugą{0}}tirpikliais užpildytose vietose

Jis skirtas ne maitinimui, o-kenksmingam elektrostatiniam potencialui išvengti.

Tolygaus užpildo paskirstymo svarba
Viena iš pagrindinių medžiagų inžinerijos problemų yra vienoda laidžiojo užpildo sklaida visoje PTFE matricoje.

Dėl prastos dispersijos:

Lokalios izoliacinės zonos

Antistatinis skirtumas

Silpni elektros sklaidos keliai

Mechaniniai gedimai

Paviršiaus netobulumai

Būtina tolygiai paskirstyti užpildą, kad visas šildymo apvalkalas tolygiai veiktų visame paviršiaus plote.

Taigi visos gamybos metu būtinos pažangios sumaišymo ir ekstruzijos procedūros.

Tirpikliai{0}}pagrįsti pramoniniai pritaikymai
Laidus PTFE kompozitinis antistatinis šildytuvo apvalkalas yra ypač naudingas įmonėse, apdorojančiose lakius organinius tirpiklius kontroliuojamomis šildymo sąlygomis.

Tipiškos programos yra:

Vaistų gamyba

smulkių cheminių medžiagų gamyba

Puslaidininkių gamyba

Tirpiklių regeneravimo sistemos

Dengimo operacijos

Specialūs gavybos procesai

Elektrostatinio užsidegimo pavojus tokiose situacijose laikomas rimta proceso saugos problema.

Antistatinis šildytuvo apvalkalas yra vienas iš visos sprogimo prevencijos strategijos, kuri gali apimti:

Antklodė azotu

Įžeminimo ir sujungimo sistemos

Prietaisai Vidinė sauga

Elektriniai aparatai, atsparūs sprogimui{0}}

Laidumo ir dielektrinio stiprumo balansas
Dėl PTFE laidumo įvedimo visada pakeičiama dalis jo pradinių elektrinių savybių.

Dielektrinio stiprumo sumažinimas
Gryno PTFE dielektrinis stiprumas yra labai didelis.

Pridėjus laidžių užpildų, gali sumažėti:

Įtampos gedimo galimybė

Izoliacijos marža, elektrinė

Paviršiaus izoliacijos varža (

Todėl eksploatacinės izoliacijos charakteristikos turėtų būti saugios kruopščiai suformulavus.

Poveikis cheminio atsparumo potencialui
Laidieji priedai taip pat gali turėti nedidelį poveikį:

Atsparumas cheminiam pralaidumui

Ilgalaikis{0}}atsparumas korozijai

Mechaninis lankstumas

Lygesnis viršus

Poveikis paprastai yra nedidelis, tačiau tai yra esminiai aspektai kuriant atšiaurią cheminę aplinką.

Šiluminiai ir mechaniniai aspektai
Laidūs užpildai gali turėti įtakos šiluminėms ir mechaninėms apvalkalo medžiagos savybėms.

Galimi pakeitimai:

Pasikeitusios šiluminio plėtimosi charakteristikos

Daugiau standumo.

Pasikeitė atsparumas dilimui

Šilumos laidumo kitimas

Ypatingas susidomėjimas rodomas sistemomis, pagrįstomis anglies nanovamzdeliais, nes jos gali užtikrinti anti-statinį veikimą esant mažesniam užpildo kiekiui nei įprastos suodžių formulės.

Žemesni apkrovos lygiai padeda išlaikyti daugiau pirminių fizinių PTFE savybių.

Medžiagų plėtros tendencijos ateityje
Laidžių fluorpolimerų sistemų tyrimų daugėja.

Kuriamos šios plėtros sritys:

Nano{0}}sukurti laidūs tinklai

Hibridiniai (laidūs užpildai)

Anti-statiniai paviršiai su savaime-gyja

Geresnė dispersijos chemija

Pagerintas cheminis atsparumas Išlaikyti

Ateities medžiagos gali pasiūlyti geresnius mišinius iš:

Statinė iškrova

Mechaninis atsparumas

Atsparumas korozijai

Elektros izoliacijos savybės (

Tikslas yra sukurti šildytuvų apvalkalus, kurie būtų specialiai sukurti sprogiose tirpiklių situacijose, išlaikant būdingus fluoropolimerų privalumus.

Išvados
Laidieji PTFE kompozitai yra išskirtinis, vis svarbesnis proveržis pramoninio panardinamojo šildymo technologijos srityje. Į PTFE matricą įtraukus tiksliai kontroliuojamą laidžios anglies kiekį, šios medžiagos įgyja galimybę saugiai iškrauti statinę elektrą ir išlaiko didžiąją dalį išskirtinio PTFE cheminio atsparumo ir suderinamumo su procesu.

Laidžio PTFE kompozitinio antistatinio šildytuvo apvalkalo technologija yra nauja sritis, kurioje pagrindinis tikslas yra ne elektros laidumas tradicine prasme, o kontroliuojamas elektrostatinio krūvio valdymas. Tai gali būti ypač naudinga sektoriuose, kuriuose naudojamas tirpiklis, kur viena statinė iškrova gali sukelti rimtą sprogimo pavojų.

Laidžių užpildų įdėjimas gali šiek tiek pabloginti dielektrinį tobulumą, tačiau padidintos elektrostatinės saugos nauda dažnai laikoma pagrįstu{0}}kompensavimu. Pavojingų procesų aplinkoje saugiausios medžiagos yra ne tik tos, kurios atsisako chemiškai reaguoti. Jie taip pat atsisako turėti elektros pyktį.