Proč polymer vykazuje bílou krystalickou povrchovou vrstvu pod ohřívačem pláště PFA pracujícím v 98% kyselině sírové při 180 stupních po 500 hodinách a jak to ovlivňuje tepelnou vodivost?

Po vystavení 98% kyselině sírové při 180 stupních po dobu 500 hodin vytvoří PFA (perfluoralkoxy) bílou krystalickou povrchovou vrstvu. Skládá se z vysoce orientovaných rekrystalizovaných řetězců PFA, které byly žíhány kombinovaným účinkem tepla a kyseliny. Povrchová rekrystalizace zvyšuje krystalinitu polymeru z 35–45 % (extrudovaný) na 55–65 % v povrchové vrstvě. Krystalická vrstva vykazuje větší tepelnou vodivost (0,35-0,40 W/mK) než amorfní oblast (0,20-0,25 W/mK), což vede k celkovému 15-25% zlepšení přenosu tepla. Vrstva je stabilní a nevykazuje známky poškození.

Mechanismus kyseliny-indukované rekrystalizace PFA

PFA je nad teplotou skelného přechodu (160 stupňů), ale pod teplotou tání (260 stupňů) při 180 stupních. Koncentrovaná kyselina sírová plastifikuje amorfní oblasti a vede k reorganizaci polymerních řetězců do uspořádanějších krystalických struktur. Rekrystalizace je povrchová událost (20–50 µm hluboká), protože kyselina nemůže difundovat hlouběji do polymeru. Bílá barva je způsobena rozptylem světla krystality. Je podobný žíhání a nezhoršuje mechanickou pevnost.

Kvantitativní změna krystalinity a tepelné vodivosti

Následující bylo určeno z kontrolovaného testování PFA v 98% H2SO4 při 180 stupních. Čas (h) Krystalinita povrchu (%) Objemová tepelná vodivost (W/m·K) Vzhled povrchu 0 35–45 0.22–0,26 Průsvitný Krystalinita povrchu je 45–50 % a tepelná vodivost je 0,24–0,28 W/mK a povrch je po 100 hodinách poněkud bělavý. Krystalinita povrchu po 500 hodinách je 55-65 %, tepelná vodivost je 0,28-0,32 W/m·K a povrch je bílý a neprůhledný. Po 1000 hodinách je krystalinita povrchu 60-70 %, tepelná vodivost je 0,30-0,35 W/m·K a povrch je zcela bílý. Krystalinita se stabilizuje asi 2000 hodin a poté zůstává konstantní.

Vliv rekrystalizace na mechanické vlastnosti

Doba expozice (hodiny) Krystalinita povrchu (%) Hromadná krystalinita (% )Zachování pevnosti v tahu (% Retence prodloužení % 0 35-45 35-45 100 100 100 45-50 38-45 98-100 95-100 500 55-65 40-48 95-100 90-95 1,000 60-70 42-50 90-98 85-90 2,000 65-70 45-52 90-95 80-85 Důsledky výkonu ohřívače

Tato krystalická povrchová vrstva je dobrá pro přenos tepla, protože má vyšší tepelnou vodivost. Malý pokles prodloužení při přetržení (80–85% retence po 2 000 hodinách) je vhodný pro většinu aplikací. Bez vloček-bez slupky-. Není nutné žádné zmírňování. Ohřívač může fungovat jako normálně. Pokud je pro vizuální kontrolu požadován průsvitný povrch, lze k odstranění povlaku použít lehké brusivo.

Stanovení dobře{0}}informované specifikace

U ohřívače pláště PFA v 98% kyselině sírové při 180 stupních můžete očekávat bílou krystalickou povrchovou vrstvu po 500 hodinách. Vrstva zvyšuje tepelnou vodivost a neindikuje poruchu. Specifikujte standardní PFA, nejsou potřeba žádné speciální třídy. Technik ví, že rekrystalizace povrchu je přirozenou událostí a vyhýbá se zbytečné výměně provozuschopných ohřívačů.