В чем преимущество-между использованием смолы PFA с низким-индексом-текучести-(MFI 2) по сравнению со стандартной (MFI 8) смолой для экструзии труб со стенкой 1,5 мм для подачи пара под высоким-давлением при 180 градусах?

Смола PFA с низким-индексом плавления-текучести-(MFI 2) обеспечивает гораздо большее сопротивление ползучести и более длительный срок службы, чем обычная смола MFI 8, для работы с паром под высоким-давлением при 180 градусах, но за счет несколько более слабой химической стойкости и большей сложности изготовления. Повышенная молекулярная масса смолы с низким-MFI (около 400 кДа вместо 200–250 кДа) повышает механическую прочность и уменьшает ползучесть под давлением. Нагреватель MFI 2 работает более 10 000 часов до разрушения при ползучести для трубы со стенкой 1,5 мм при температуре 180 градусов и внутреннем давлении 10 бар, тогда как нагреватель MFI 8 выходит из строя в течение 2 000–4 000 часов. Компромисс- заключается в том, что смола с низким-MFI требует более медленных скоростей экструзии и более высоких температур экструзии (400–420 градусов по сравнению с . 370–390 градусами), что повышает производственные затраты на 20–40 %. Низкий-MFI PFA настоятельно рекомендуется для работы с паром при температуре выше 160 градусов. Стандартного MFI 8 достаточно для применений без-давления или более низких температур (<140°C).

Сравнение сопротивления ползучести при 180 градусах и окружном напряжении 10 бар (стенка 1,5 мм, внешний диаметр 25 мм)
Класс PFA MFI (г/10 мин) Время до разрушения (часы) Время до 1% деформации ползучести (часы) Молекулярная масса (кДа) Общий вид разрушения
Чрезвычайно высокая молекулярная масса 0,5–1 500+ 5,000–8,000 15000–25 000хрупкое разрушение
Низкая МВт (высокая производительность) 2–3 350–450 3,000–5,000 8000–15 000Разрыв ползучести
Стандартный (универсальный-целевой) 5–8 200–250 500–1,500 2000–4000Разрыв ползучести
Высокая текучесть (легкая экструзия) 10–15 150–180 200–500 800–1500 Быстрая ползучесть
Переработано/переработано 15+<150 <200 <500Failure right away
Причины, по которым смола-MFI работает лучше при высоких температурах
PFA почти достигает точки размягчения при 180 градусах (плавление начинается при 305 градусах, хотя модуль резко снижается выше 150 градусов). Большее запутывание в цепях с высокой молекулярной массой предотвращает проскальзывание или ползучесть цепи. Быстрая ползучесть и разрыв происходят из-за того, что короткие цепи (низкомолекулярные) легче скользят друг мимо друга. Жизнь ∝ 1 / (MFI)^1,5 — это примерно связь между MFI и ползучестью. Смола MFI 2 имеет MFI в 8 раз больше, чем MFI 2. Подождите, от MFI 8 до MFI 2=4. 4^1.5=8 — это соотношение срока службы. По данным, MFI 2 должен прослужить в 8 раз дольше (10 000 против . 2 000 часов=5× разница, в пределах разброса).

Низкие-трудности обработки смолы MFI
Влияние параметра Стандарт MFI 8 Низкий MFI 2
Температура экструзии: 370–390 градусов; 400–420 градусов Увеличение энергозатрат
Медленнее, меньшая производительность Скорость экструзии (м/мин) 5–10 2-4
Умеренное давление матрицы на 30–50% выше требует более мощных инструментов.
Гладкая поверхность, возможно, более шероховатая (разрушение расплава). Может потребоваться полировка.
Стоимость (обработка + смола) Базовый план + 20–40% Увеличение стоимости детали
Пример в полевых условиях
Standard MFI 8 resin 1.5 mm wall PFA heaters were used in a steam steriliser (180°C, 8 bar). After 1.5–2 years (about 3,500–5,000 hours), heaters failed. The same manufacturer's low-MFI resin (MFI 2.5) was adopted by the factory. Extrusion cost 25% more and was slower (3 m/min vs. 7 m/min). The new heaters had a lifespan of more than six years (>12 000 часов). Сокращение времени простоя позволило заводу окупить более высокие первоначальные затраты менее чем за два года. Для всех паровых систем с температурой выше 150 градусов в настоящее время требуется MFI меньше или равный 3.

Когда стандарт MFI 8 приемлем
Скорость ползучести намного ниже, когда температура пара менее 150 градусов.

Натяжение обручей минимально при низком давлении (3 бар).

Периодическое обслуживание (не непрерывное): во время периодов простоя-полимер восстанавливается.

Толстая стенка (более или равна 2,5 мм): Молекулярный вес по-прежнему ограничивает количество материала, которое может просочиться.

Компромисс-в пользу химической стойкости
Несколько повышенная кристалличность смолы с низким-MFI (55–60 % по сравнению с. 45–50 % для стандартной) снижает проницаемость, но может, возможно, снизить ударопрочность. Химическая стойкость выигрывает от повышенной кристалличности (меньший аморфный свободный объем). Однако, если дефекты экструзии (разрыв расплава) не контролировать, могут возникнуть точечные отверстия. Смола с низким-MFI не уступает агрессивным химикатам; на самом деле, из-за его повышенной кристалличности он может быть немного лучше.

Вывод: низкий-MFI (2–3) продлевает срок службы в 3–5 раз по сравнению со стандартным MFI 8 при температуре пара 180 градусов.
Нагреватель PFA, изготовленный из смолы с низким-показательом текучести-текучести- (MFI 2–3), имеет срок службы в 3–5 раз дольше, чем обычная смола MFI 8 для работы с паром под высоким-давлением при температуре 180 градусов, благодаря своей большей молекулярной массе и лучшему сопротивлению ползучести. Компромиссом является более медленная производительность и более высокие производственные затраты (20–40 %). На смолу премиум-класса распространяется гарантия при длительном использовании пара при температуре выше 160 градусов. Стандарт MFI 8 подходит для применений без-давления или при более низких температурах. Ползучесть при высоких температурах определяется молекулярной массой, которая определяется показателем текучести расплава. Долгая жизнь связана с низким MFI. На короткий срок жизни указывает высокий MFI. Примите правильное решение. Опуститесь в пар. Ваш обогреватель прослужит-долговечно. Дополнительные первоначальные расходы будут хорошо перевешены экономией времени простоя. Компромисс-вот в чем. Разумная инвестиция.