Kas liivapritsiga töödeldud välispinnaga (Ra 2,0 µm) PFA-kütteseade võib polümeeri saastumisel puhastamise sagedust vähendada võrreldes sileda pinnaga?

Sadestused kleepuvad kindlalt küttekeha pinnale polümeeri määrdumise korral (näiteks polümeerisulamite, lateksemulsioonide või kleepuvate orgaaniliste lahuste kuumutamisel), vähendades soojusülekannet ja tinginud sagedase puhastamise. Võrreldes sileda pinnaga (Ra<0.2 µm), a PFA heater with a sandblasted outer surface (Ra 2.0 µm) can cut cleaning frequency by 40–60%. The actual contact area between the polymer and the heater is decreased by the roughened surface. The Cassie-Baxter model states that a textured surface keeps the polymer from soaking the entire surface by trapping air pockets beneath the fouling layer. Only the tips of the roughness peaks are adhered to by the deposit, which makes it easier to remove during cleaning or even self-clean in flow conditions. However, if the polymer has low-viscosity and flows into the cracks, the roughened surface may develop deposits in the valleys. The sandblasted surface is much superior for high-viscosity polymer melts (>10 000 cP); siledat pinda võiks olla lihtsam puhastada madala-viskoossusega monomeeride puhul (<500 cP).

Sujuv vs. töötlemata PFA saastumise mehhanismid
Tihe kontakt polümeeri ja kogu nähtava ala vahel on võimalik tänu siledale PFA pinnale (Ra<0.2 µm). Strong adhesion is produced by van der Waals forces. The deposit creates a homogeneous, continuous coating that is challenging to mechanically or chemically remove. The coating breaks off in tiny pieces during cleaning, leaving debris in its wake.

Liivapritsiga kaetud pinnal (Ra 2,0 µm) on 2–4 µm kõrgused väikesed tipud ja orud. Polümeeriga puutuvad kokku ainult piigid. Vaid 10–30% nähtavast alast on tegelikult kontaktis. Haardumisjõud väheneb vastavalt. Selle asemel, et moodustuda pideva kilena, tekivad ladestused tippkohtumistel eraldiseisvate saartena. Vedeliku liikumine või kerge pühkimine võivad need saared kergesti eemaldada. Orud toimivad ka eraldusagensina, püüdes kinni vedelikke või õhku.

Erinevat tüüpi polümeeride puhastamise sageduse vähendamine
Polümeeri tüüp Viskoossus töötemperatuuril (cP) Peamine saastumise mehhanism Puhastussagedus (sile pind) Puhastamise sagedus (Ra 2,0 µm) Vähenemine (%)
HDPE (polüetüleensulam) 5000–20 000 Kile-moodustav, liim Iga 7 päeva järel Iga 14–21 päeva järel 50–66%
3000–15 000 polüpropüleenisulamit Liim Iga 5 päeva järel Iga 10–15 päeva järel 50–67%
10 000–50 000 kuumsulamliimi (EVA) Sidus ja liim iga kolme päeva järel57–70% iga 7–10 päeva järel
Akrüüllateksemulsioon: 100–500 Adhesioon pluss settimine Iga 14 päeva järel; iga 18-22 päeva järel; iga 20-36%
Stüreeni monomeer<10 Wetting + polymerization Every two days Every three to four days 33–50%
1000–5000 polüuretaani eelpolümeeri Keemiline pookimine 33–50% iga 10 päeva järel, iga 15–20 päeva järel
50–200 Sulavaha kristalliseerumineIga 30 päeva järel 0% (vaha ei kleepu) Iga 30 päeva järel (muutusteta)
Ideaalsed kareduse tasemed polümeeri vabastamiseks
Polümeeri saastumise vähendamiseks on ideaalne liivapritsiga kaetud pind:

Ra: 1,5–2,5 µm (liiga kare, orud täituvad polümeeriga; liiga sile, vähe eeliseid)

Tipp{0}}oruni Rz: 10–15 µm

Piikide eraldus: 20–50 µm

30–50% pinnast on lage (orud).

Pinna ettevalmistamiseks kasutage alumiiniumoksiidi sõela (suurus 100–150 µm) õhurõhul 3–4 baari. Sisseehitatud liivaosakestest vabanemiseks puhastage pärast liivapritsiga töötlemist hoolikalt. Vältige tippude silumist või poleerimist.

Näide väljal
Kuumsulamisliimi aplikaatoris kasutati siledat PFA-soojendit. Iga kolme päeva järel saastas küttekeha liim, mistõttu tuli puhastamiseks sulgeda kaks-tundi. Tehases paigaldati sama vattihedusega liivapritsiga PFA-soojendi (Ra 2,0 µm). Puhastusintervallile lisandus kümme päeva. Aastane tootlikkus kasvas 120 tundi (15 päeva). Liivaprits suurendas seisakuaega 50 võrra küttekeha kohta (550 kütteseadme kohta) või 55 000 dollarit aastas.

Piirangud ja millal vältida liivapritsitööd
Liivaprits ei ole kasulik:

madala viskoossusega vedelikud (<500 cP) that completely soak the surface as they flow into the valleys. Fouling and contact area are subsequently increased by the roughness.

Osakestega{0}}täidetud söövitav keskkond: ebatasane pind võib kinni hoida söövitavaid sooli, mis kiirendab täppide teket.

Kõrge-puhtusastmega rakendused: toode võib saastuda liivapritsiga töötlemisel tekkivate liivaosakestega. Selle asemel valige siledad või elektropoleeritud pinnad.

Äärmiselt õhukesed PFA-seinad (alla 1,5 mm): liivapritsiga töötlemine võib seinu nõrgendada, vähendades nende paksust 0,05–0,1 mm võrra.

Kuidas puhastada liivapritsiga töödeldud pindu
Kasutage liivapritsiga töödeldud PFA-soojendi puhastamiseks õrnaid nailonharju või madala{0}rõhuga veejuga (10–20 baari). Metallist kaabitsad rikuvad kareduse ja siluvad piigid, seega vältige nende kasutamist. Kuna keemiline puhastus (lahusti leotamine) ei hõõru pinda mehaaniliselt, on see soovitatav. Pärast puhastamist kontrollige pinna karedust profilomeetriga. Asendage kütteseade või liivaprits, kui Ra on langenud alla 1,0 µm.

Kokkuvõttes puhastati pind liivapritsiga (Ra 2,0 µm). Vähendab kõrge viskoossusega polümeeri sulavate polümeeride puhastamise sagedust 40–60%
A sandblasted outer surface (Ra 2.0 µm) for PFA heaters in polymer fouling service with high-viscosity melts (>5000 cP) vähendab puhastussagedust 40–60% võrreldes sileda pinnaga. Ehtsat kontaktpinda vähendades muudab karedus setete eemaldamise lihtsamaks ja peatab pideva kile moodustumise. Sile pind võib sobida paremini madala viskoossusega vedelikele (<500 cP). The cheap cost of sandblasting ($50–100 per heater) is offset by longer cleaning cycle intervals and less downtime. For sticky polymer solutions, polyolefin melts, and hot melt adhesives, specify sandblasted PFA. While a smooth surface encourages fouling, a rough surface discourages it. Select the release's roughness. Your production schedule will be grateful.