PFA的耐腐蝕性屬于水平,是綜合性能優(yōu)異的可熔融加工氟塑料之一,耐腐能力僅次于PTFE,在高溫強(qiáng)腐蝕場(chǎng)景下的實(shí)際表現(xiàn)甚至優(yōu)于PTFE。
耐腐核心原理
PFA的分子主鏈由鍵能高達(dá)485kJ/mol的碳-氟鍵構(gòu)成,氟原子緊密包裹碳鏈形成電子云屏蔽,幾乎能阻隔絕大多數(shù)腐蝕性介質(zhì)與分子主鏈發(fā)生反應(yīng),從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了極強(qiáng)的化學(xué)惰性。
典型介質(zhì)耐腐表現(xiàn)
強(qiáng)酸環(huán)境:98%濃硫酸在180℃下浸泡500小時(shí),重量變化率僅0.02%,拉伸強(qiáng)度保持率99.5%;40%氫氟酸室溫下年滲透量<0.1mg/m²,是不銹鋼在該介質(zhì)中壽命的20倍;王水連續(xù)浸泡30天無(wú)溶脹,表面粗糙度幾乎無(wú)變化。
強(qiáng)堿環(huán)境:50%氫氧化鈉在120℃下,應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂時(shí)間>2000小時(shí),遠(yuǎn)優(yōu)于PP材料的120小時(shí),不會(huì)出現(xiàn)金屬常見(jiàn)的“堿脆”現(xiàn)象。
有機(jī)溶劑:二甲苯在100℃下體積膨脹率僅0.3%,遠(yuǎn)低于PVDF的2.8%;四氫呋喃的滲透系數(shù)僅3.7×10?¹?cm²/s,幾乎無(wú)溶脹降解。
介質(zhì):干燥氯氣在150℃下年氧化失重率僅0.008%,預(yù)估使用壽命超20年;半導(dǎo)體級(jí)超純水中金屬離子析出總量<0.1ppb,符合SEMIF57標(biāo)準(zhǔn)。
高溫耐腐穩(wěn)定性
PFA可在-200℃~260℃的寬溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期保持耐腐性能,不會(huì)像普通工程塑料那樣隨溫度升高出現(xiàn)耐腐能力驟降的問(wèn)題。在180℃的高溫濃硫酸工況下,仍能維持穩(wěn)定的化學(xué)惰性,是少數(shù)能適配這類(lèi)高溫強(qiáng)腐場(chǎng)景的材料之一。
極少數(shù)不耐受的介質(zhì)
PFA并非,僅在少數(shù)介質(zhì)中會(huì)被腐蝕:300℃以上的熔融堿金屬(鈉、鉀等)、高壓下的元素氟、三氟化氯等極少數(shù)強(qiáng)氟化介質(zhì),可能破壞其碳-氟鍵引發(fā)應(yīng)力腐蝕。
對(duì)比PTFE的耐腐優(yōu)勢(shì)
PFA的耐腐能力與PTFE基本相當(dāng),但通過(guò)熔融加工形成了更致密的無(wú)孔隙結(jié)晶基體,在氯氣、鹽酸等滲透性極強(qiáng)的介質(zhì)中,滲透率比標(biāo)準(zhǔn)PTFE低50%~70%,能避免PTFE常見(jiàn)的“介質(zhì)慢滲透”問(wèn)題,在高純強(qiáng)腐介質(zhì)傳輸場(chǎng)景下實(shí)際表現(xiàn)更優(yōu)