Může ohřívač PFA s pískovaným vnějším povrchem (Ra 2,0 µm) snížit frekvenci čištění při odstraňování nečistot z polymeru ve srovnání s hladkým povrchem?

Usazeniny pevně přilnou k povrchu ohřívače při zanášení polymerů (jako je zahřívání tavenin polymerů, latexové emulze nebo lepkavé organické roztoky), což snižuje přenos tepla a vyžaduje časté čištění. Ve srovnání s hladkým povrchem (Ra<0.2 µm), a PFA heater with a sandblasted outer surface (Ra 2.0 µm) can cut cleaning frequency by 40–60%. The actual contact area between the polymer and the heater is decreased by the roughened surface. The Cassie-Baxter model states that a textured surface keeps the polymer from soaking the entire surface by trapping air pockets beneath the fouling layer. Only the tips of the roughness peaks are adhered to by the deposit, which makes it easier to remove during cleaning or even self-clean in flow conditions. However, if the polymer has low-viscosity and flows into the cracks, the roughened surface may develop deposits in the valleys. The sandblasted surface is much superior for high-viscosity polymer melts (>10 000 cP); hladký povrch by se mohl snadněji čistit u monomerů s nízkou{2}}viskózou (<500 cP).

Hladké vs. drsné mechanismy znečištění PFA
Intimní kontakt mezi polymerem a celou viditelnou oblastí umožňuje hladký povrch PFA (Ra<0.2 µm). Strong adhesion is produced by van der Waals forces. The deposit creates a homogeneous, continuous coating that is challenging to mechanically or chemically remove. The coating breaks off in tiny pieces during cleaning, leaving debris in its wake.

Na pískovaném povrchu jsou drobné vrcholy a prohlubně vysoké 2-4 µm (Ra 2,0 µm). Pouze vrcholy jsou v kontaktu s polymerem. Pouze 10–30 % viditelné oblasti je skutečně v kontaktu. Dochází k odpovídajícímu poklesu adhezní síly. Místo toho, aby se tvořily jako souvislý film, usazeniny se vyskytují jako zřetelné ostrůvky na vrcholcích. Pohyb tekutiny nebo lehké stírání mohou tyto ostrůvky snadno odstřihnout. Prohlubně také slouží jako uvolňovací činidlo zachycováním kapalin nebo vzduchu.

Snížení frekvence čištění pro různé typy polymerů
Typ polymeru Viskozita při provozní teplotě (cP) Hlavní mechanismus znečištění Frekvence čištění (hladký povrch) Frekvence čištění (Ra 2,0 µm) Pokles (%)
HDPE (polyethylenová tavenina) 5 000–20 000 Vytváření filmu-, lepidlo Každých 7 dní Každých 14–21 dní 50–66 %
3 000–15 000 polypropylenových tavenin Lepidlo Každých 5 dní Každých 10–15 dní 50–67 %
10 000–50 000 tavného lepidla (EVA)Kohezivní a lepidlo každé tři dny57–70 % každých 7–10 dní
Akrylátová latexová emulze: 100–500 Adheze plus sedimentace Každých 14 dní; každých 18–22 dní; každých 20–36 %
Monomer styrenu<10 Wetting + polymerization Every two days Every three to four days 33–50%
1 000–5 000 polyuretanový prepolymer Chemické roubování 33–50 % každých 10 dní, každých 15–20 dní
50–200 Krystalizace roztaveného vosku Každých 30 dní 0 % (vosk nepřilne) Každých 30 dní (beze změny)
Ideální úrovně drsnosti pro uvolňování polymeru
Pro snížení znečištění polymerem má ideální pískovaný povrch:

Ra: 1,5–2,5 µm (příliš drsné, prohlubně vyplněné polymerem; příliš hladké, malá výhoda)

Od vrcholu-k-údolí Rz: 10–15 µm

Separace píku: 20–50 µm

30–50 % povrchu tvoří otevřený prostor (údolí).

K přípravě povrchu použijte zrno oxidu hlinitého (velikost 100–150 µm) při tlaku vzduchu 3–4 bary. Abyste se zbavili usazených částic písku, po pískování pečlivě očistěte. Vyhněte se vyhlazování nebo leštění špiček.

Příklad v poli
Hladký ohřívač PFA byl použit v aplikátoru tavného lepidla. Každé tři dny topidlo kontaminovalo lepidlo, což si vyžádalo dvou{1}}hodinové uzavření kvůli čištění. Továrně byl instalován pískovaný ohřívač PFA (Ra 2,0 µm) se stejnou hustotou wattů. K intervalu čištění se přidalo deset dní. Došlo ke 120hodinovému (15dennímu) nárůstu roční produktivity. Pískování zvýšilo prostoje o 50 na ohřívač (550 na ohřívač) nebo 55 000 USD ročně.

Omezení a kdy se vyhnout pískování
Pískování není výhodné pro:

kapaliny s nízkou viskozitou (<500 cP) that completely soak the surface as they flow into the valleys. Fouling and contact area are subsequently increased by the roughness.

Korozivní prostředí-plné částicemi: Nerovný povrch může zachycovat korozivní soli, což urychluje tvorbu důlků.

Aplikace s vysokou{0}}čistotou: Produkt může být kontaminován zapuštěnými částicemi písku z pískování. Místo toho zvolte hladké nebo elektrolyticky leštěné povrchy.

Extrémně tenké stěny PFA (méně než 1,5 mm): Pískování může oslabit stěny snížením jejich tloušťky o 0,05 až 0,1 mm.

Jak čistit pískované povrchy
K čištění pískovaného ohřívače PFA používejte jemné nylonové kartáče nebo -nízkotlaký proud vody (10–20 barů). Kovové škrabky zničí drsnost a vyhladí špičky, proto je nepoužívejte. Vzhledem k tomu, že chemické čištění (namáčení rozpouštědlem) povrch mechanicky neobrušuje, doporučuje se. Použijte profilometr ke kontrole drsnosti povrchu po čištění. Pokud Ra klesla pod 1,0 µm, vyměňte ohřívač nebo znovu otryskávejte.

Na závěr byl povrch opískován (Ra 2,0 µm). Snižuje frekvenci čištění u tavenin polymerů s vysokou-viskozitou o 40–60 %
A sandblasted outer surface (Ra 2.0 µm) for PFA heaters in polymer fouling service with high-viscosity melts (>5 000 cP) snižuje frekvenci čištění o 40–60 % ve srovnání s hladkým povrchem. Zmenšením skutečné kontaktní plochy usnadňuje drsnost odstraňování usazenin a zastavuje souvislou tvorbu filmu. Hladký povrch může být vhodnější pro kapaliny s nízkou viskozitou (<500 cP). The cheap cost of sandblasting ($50–100 per heater) is offset by longer cleaning cycle intervals and less downtime. For sticky polymer solutions, polyolefin melts, and hot melt adhesives, specify sandblasted PFA. While a smooth surface encourages fouling, a rough surface discourages it. Select the release's roughness. Your production schedule will be grateful.