Како проводљиви ПТФЕ композити омогућавају анти-статички омотач грејача?
Остави поруку
Чисти ПТФЕ је један од најбољих електричних изолатора који се користе у индустријској опреми и овај квалитет га генерално чини изузетно вредним у апликацијама за грејање потапањем. Али унутар резервоара који садрже високоотпорне, испарљиве органске раствараче, то исто изолационо својство може бити скривена опасност. Како се течност креће преко глатке површине ПТФЕ-а, статички електрицитет се може накупити, слично начину на који се Ван де Граафов генератор пуни трењем и кретањем. Електростатичко пражњење може изазвати паљење пара растварача у неодговарајућим условима. Нова класа проводљивих ПТФЕ композита пружа одговор. Они уводе пажљиво контролисану количину електричне проводљивости у омотач грејача. Ово омогућава да се статичка наелектрисања безбедно распрше пре него што постану штетна.
Мало угљеника даје ПТФЕ-у мирну, статичну{0}}личност, претварајући електрички изоловану површину у ону која може полако да испушта сакупљено пуњење.
Када грејање система растварача Статички електрицитет може бити опасан
Многи индустријски растварачи имају веома ниску електричну проводљивост.
Примери су:
хексан
Толуен
Нокти, ацетон
Изопропил алкохол
Етил алкохол
Смеше на бази кетона
Пошто ове течности теку великом брзином преко стандардног ПТФЕ грејача, трење између течности и високоизолационог премаза може изазвати електростатичко одвајање наелектрисања.
Акумулација пуњења може се повећати под неколико радних услова:
Велика брзина течности
Циркулација пумпе
Узнемиреност или прскање
Покривање сувим гасом
Ниска релативна влажност
Непроводни материјали резервоара
Ако се пуњење не може правилно испразнити, потенцијал напона може коначно премашити снагу диелектричног пробоја околне атмосфере.
Последица може бити електростатичка варница која може запалити запаљиве паре.
Идеја о проводним ПТФЕ композитима
Решење које се појављује је промена саме ПТФЕ смоле.
Уместо чистог ПТФЕ, произвођачи су раширили малу количину проводног материјала за пуњење кроз флуорополимерну матрицу.
Типични адитиви који су проводљиви су:
Чађе
Угљеничне наноцеви
Графитне честице
Проводна угљенична влакна
Још увек довољно ниска концентрација да је материјал и даље веома сличан ПТФЕ у погледу отпорности на корозију и компатибилности процеса.
Али електрична својства се драстично разликују.
Ово истраживање је основа за концепт проводљивог ПТФЕ композитног антистатичког грејног омотача коме се тренутно поклања пажња у секторима хемијске обраде.
Како проводни пуниоци мењају електрична својства
Чисти ПТФЕ генерално има изузетно високу запреминску отпорност од око:
10^18 ома-цм.
Због тога је веома добар изолатор.
Када су проводљиве честице пунила распршене у смоли, између суседних честица се формирају мале проводне стазе.
Ово може смањити отпорност композитног материјала до реда:
10^3 до 10^6 охм цм
Ова проводљивост није висока у поређењу са металима, али је довољно висока да дозволи споро расипање-нагомиланог статичког набоја.
Важно је да материјал не постаје електрично проводљив материјал да би деловао као кратки спој при нормалним напонима радног напона грејача.
Уместо тога, композит је у средњем електричном стању, које се обично назива анти-статичким или статичким дисипативним.
Како функционише анти{0}}статички материјал
Антистатичке материјале често карактерише површински отпор између:
10^5 и 10^12 ома/квадрат
Акумулација пуњења у овом опсегу је регулисана електричном сигурношћу и изолационим перформансама.
Ова регулисана проводљивост омогућава плашту грејача да:
Спречите локално накупљање{0}}наплата
Минимизирајте ризик од електростатичког пражњења
Постепено расипање површинских наелектрисања
Повећајте безбедност у областима{0}}пуним растварачима
Није намењен за напајање, већ да спречи-накупљање штетног електростатичког потенцијала.
Важност равномерне дистрибуције пунила
Једно од главних питања у инжењерству материјала је равномерна дисперзија проводног пунила по целој ПТФЕ матрици.
Лоша дисперзија доводи до:
Локализовани изолациони региони
Анти-разлика
Слаби електрични путеви за дисипацију
Механичке грешке
Несавршености површине
Неопходно је равномерно распоредити пунило како би комплетан грејни омотач деловао једнолико по целој површини.
Дакле, током производње, напредни поступци мешања и екструзије су неопходни.
Индустријске апликације на бази растварача{0}
Концепт проводног ПТФЕ композитног антистатичког грејача је посебно користан у предузећима која обрађују испарљиве органске раствараче под контролисаним условима грејања.
Типичне апликације су:
Производња фармацеутских производа
производњу финих хемикалија
Производња полупроводника
Системи за обнављање растварача
Операције премазивања
Специјални процеси екстракције
Опасност од електростатичког паљења сматра се озбиљним проблемом безбедности процеса у таквим ситуацијама.
Анти-оклоп антистатичког грејача је једна компонента укупне стратегије превенције експлозије која може да обухвата:
Покривање у азоту
Системи уземљења и везивања
Инструментација Интринзична безбедност
Електрични уређаји, отпорни{0}} на експлозију
Баланс између проводљивости и диелектричне чврстоће
Увођење проводљивости у ПТФЕ увек резултира модификацијом дела његових оригиналних електричних својстава.
Смањење диелектричне чврстоће
Диелектрична чврстоћа чистог ПТФЕ је изузетно висока.
Додавање проводног пунила може смањити:
Способност пропадања напона
Маржа изолације, електрична
Отпор површинске изолације (
Због тога, оперативне перформансе изолације треба да буду безбедне кроз пажљиву формулацију.
Ефекти на потенцијал отпорности на хемикалије
Проводни адитиви такође могу имати неке мање ефекте на:
Отпорност на хемијску пермеабилност
Дугорочна{0} отпорност на корозију
Механичка савитљивост
Глаткији врх
Ефекти су обично мали, али су кључни фактори у пројектовању сурових хемијских окружења.
Термички и механички аспекти
Проводна пунила могу утицати на термичка и механичка својства материјала омотача.
Могуће промене укључују:
Измењене карактеристике термичког ширења
Више крутости.
Промењена отпорност на хабање
Варијација у топлотној проводљивости
Посебно интересовање се показује за системе засноване на угљеничним наноцевима јер имају потенцијал да испоруче анти-статичко понашање при нижим оптерећењима пунила од типичних формулација чађе.
Нижи нивои оптерећења помажу да се задржи више оригиналних физичких квалитета ПТФЕ-а.
Трендови развоја материјала у будућности
Истраживања проводних флуорополимерних система се значајно повећавају.
Области развоја у изради су:
Нано{0}}произведене проводне мреже
Хибрид (проводне пломбе)
Анти-површине са самозалечењем-
Боља хемија дисперзије
Побољшана хемијска отпорност Ретаин
Будући материјали могу представљати боље мешавине:
Статичко пражњење
Механички отпор
Отпорност на корозију
Електрична изолациона својства (
Циљ је да се конструишу омотачи грејача који су посебно дизајнирани за ситуације са експлозивним растварачима уз задржавање инхерентних предности флуорополимера.
Закључци
Проводни ПТФЕ композити су препознатљив, све важнији, искорак у дисциплини индустријске технологије грејања потапањем. Укључујући прецизно контролисане количине проводног угљеника у ПТФЕ матрицу, ови материјали добијају капацитет за безбедно пражњење статичког електрицитета и и даље одржавају већину изузетне хемијске отпорности ПТФЕ-а и компатибилност процеса.
Технологија проводљивог ПТФЕ композитног антистатичког грејача је област у настајању, где главни циљ није електрична проводљивост у традиционалном смислу, већ контролисано управљање електростатичким пуњењем. Ово може бити посебно корисно у секторима који користе обраду растварачем, где једно статичко пражњење може изазвати озбиљне претње од експлозије.
Уметање проводних пунила може да изазове извесну деградацију диелектричног савршенства, али се предност повећане електростатичке безбедности често сматра разумним компромисом-. У опасним процесним окружењима најбезбеднији материјали нису само они који одбијају да реагују хемијски. Они су такође они који одбијају да гаје електричну љутњу.
