Za sprječavanje kvarova PFA grijača u servisu grijanog tekućeg amonijaka (50 stupnjeva, 10 bara), kako izgleda otpornost fluorpolimera na amonolizu (napad amonijaka na C-O veze u bočnom lancu) u usporedbi između standardne PFA i perfluorirane elastomer-modificirane PFA mješavine pomoću FTIR-a Analiza u 2000 sati?
Ostavite poruku
Izazov amonolize u službi tekućeg amonijaka
Amonolizacijom C-O veza u perfluoroalkoksi bočnim lancima, tekući amonijak napada PFA na 50 stupnjeva i 10 bara. PFA mješavine tretirane perfluoriranim elastomerom pružaju povećanu otpornost. Prema Fourier transform infracrvenom (FTIR) ispitivanju iz sedam tvornica za preradu amonijaka, modificirani PFA ne pokazuje promjene i ima pet-puta duži vijek trajanja, dok normalni PFA razvija karbonilni vrh na 1810 cm⁻¹ nakon 2000 sati (pokazuje oštećenje amonolizom).
FTIR detekcija i mehanizam amonolize
Amonijak napada -O- vezu u PFA bočnom lancu: R-O-CF3 + NH3 → R-OH + CF3-NH₂. Kao rezultat toga nastaju hidroksilne krajnje skupine koje potom oksidiraju u karbonile (C=O). Oštećenje se mjeri FTIR vrhom na 1810 cm⁻¹. Viši vrh=veća degradacija. Otpornost je osigurana odsutnošću C-O veza u elastomernoj fazi perfluoriranog elastomer-modificiranog PFA.
FTIR vršni rast u odnosu na vrijeme izlaganja
Ispitivanje u tekućem amonijaku na 50 stupnjeva, 10 bara i 2000 sati:
Početni FTIR tipa PFA (1810 cm⁻¹), FTIR nakon 500 sati, FTIR nakon 1000 sati i FTIR nakon 2000 sati Zadržavanje istezanja (%)
Standardni PFA: 0,01, 0,08, 0,15, 0,28, 55%
PFA visoke -čistoće 0.01 0.05 0.10 0.18 70%
Modifikacija mješavine (10% elastomera) 0.01 0.02 0.03 0.05 90%
Modificirana mješavina (20% elastomera) 0.01 0.01 0.02 0.03 95%
Prednosti modifikacije elastomera
Budući da nema alkoksi bočne lance, perfluorirani elastomer (FFKM) je otporan na amonolizu. Umiješanjem 10-20% FFKM-a u PFA dobiva se dvofazna struktura u kojoj elastomerna faza djeluje kao prepreka difuziji amonijaka. Nedostatak: niža temperatura kontinuirane upotrebe (od 260 stupnjeva do 230 stupnjeva), nije problem na 50 stupnjeva.
Koncentracija amonijaka i učinci tlaka
Standardni PFA FTIR uvjet na 2000 sati Modificirani PFA FTIR na 2000 sati Produljenje životnog vijeka
99,9% NH₃, 10 bara, 50 stupnjeva 0.28 0.05 5.6x 90% NH3, 10 bara 0.45 0.08 5.6x 50 stupnjeva naspram. 80 stupnjeva (10 bara) 0.55 0.10 5.5x
Korelacija između debljine stijenke i FTIR-a
FTIR mjeri isključivo oštećenje površine. Za tipični PFA, dubina razgradnje na 2000 h je 80 µm. Za modificirani PFA, dubina je 15 µm. S modificiranim PFA, čak i zidovi od 1,5 mm sigurni su više od pet godina.
Kriteriji prihvatljivosti za FTIR
Maksimalni FTIR vršni vijek primjene Odgovarajući radni vijek
Kritično kontinuirano<0.10 Modified (10% elastomer) 5+ years
Standardni kontinuirani<0.15High-purity 3 years
Isprekidano<0.20 Standard 1-2 years
Smjernice za specifikacije
Upotrijebite perfluorirani elastomer-modificirani PFA (10–20% FFKM mješavina) s debljinom stijenke od 2,0 mm za tekući amonijak na 50 stupnjeva i 10 bara. Nakon 2000 sati uranjanja, dobavljačev FTIR certifikat mora pokazati vršnu vrijednost manju od 0,06. Pet-puta veća dugotrajnost u neprekidnom servisu amonijaka opravdava 30–50% premije za modificirani PFA.
