Beth yw Effaith Ocsigen Toddedig ar Sefydlogrwydd Hydrolytig PFA mewn Berwi Dŵr DI ar 100 gradd?

Canfuwyd nad oedd yr ocsigen toddedig (DO) mewn dŵr berwedig de- wedi'i ïoneiddio (100 gradd ) yn newid sefydlogrwydd hydrolytig PFA yn sylweddol. Mae llawer o bolymerau technegol (neilon, PET) yn dadelfennu'n gyflym mewn dŵr poeth ag ocsigen tra bod asgwrn cefn carbon fflworin PFA yn arbennig o wrthsefyll ymosodiad ocsideiddiol. Dangosodd astudiaethau heneiddio carlam ar 100 gradd mewn dŵr DI gyda lefelau DO o 0 ppm (deoxygenated, purge N₂) i 10 ppm (aer dirlawn) unrhyw newid mewn colli pwysau, cadw cryfder tynnol neu gracio arwyneb ar ôl 10,000 o oriau. Y prif fecanwaith dadelfennu o PFA mewn dŵr tymheredd uchel yw hydrolysis o grwpiau pen hybrin (-COF, -COOH) yn hytrach nag ocsidiad asgwrn cefn. Nid yw'r hydrolysis hwn yn cael ei hyrwyddo gan ocsigen toddedig. Ar gyfer gwresogyddion PFA mewn systemau dŵr berw DI (sterileiddwyr, dolenni dŵr pur, ac ati) nid oes angen dirywiad ar gyfer hirhoedledd gwresogydd. Mae cyrydiad y craidd metel, os yw'n agored, yn fater arall.

Hydrolysis ac Ocsidiad mewn PFA
Mae PFA yn dadelfennu mewn dŵr poeth trwy hydrolysis o grwpiau diwedd label: CF₂{{0}COOH + H₂O → CF₂-H + CO₂ + HF. Mae hyn yn digwydd ar bennau cadwyn ac yn cynhyrchu HF a all gataleiddio dadansoddiad pellach. Mae'r gyfradd yn-ddibynnol ar dymheredd (dyblu bob 15-20 C) a chrynodiad cychwynnol y grwpiau diwedd (is yn well). Nid oes unrhyw ocsigen toddedig yn rhan o'r broses hon.

Byddai ocsidiad yn golygu torri'r bond C-F, sydd ag egni bond o 485 kJ/mol. Mae egni thermol ar 100 C (tua 3 kJ/mol) yn rhy fach. Nid yw'r llwybr cemegol ym mhresenoldeb ocsigen yn hygyrch heb UV neu gatalydd. Mae sefydlogrwydd ocsideiddiol PFA yn un o'i fanteision.

Data Arbrofol: Diraddio mewn Dŵr Berwi DI (100 gradd, 10,000 awr)
Paramedr GWNEUD 0 ppm (deocsigenaidd) DO 5 ppm (aer dirlawn) GWNEUD 10 ppm (ocsigen wedi'i gyfoethogi) Pwysigrwydd
Colli pwysau (%) 0.02–0.05 0.02–0.06 0.03–0.07 Dim byd (gwallau mewnol)
Cadw cryfder tynnol (%) 98-102% 97-101% 96-100%Dim Cadw'r elongation ar egwyl (%) 95-100% 94-99% 93-98% Tuedd bach (ddim yn arwyddocaol)
Cynnydd yng Nghaledwch Arwyneb Traeth D +1 i +2 +1 i +2 +1 i +3 Dim
Amsugno dŵr (%) 0.05–0.08 0.05–0.09 0.05–0.10 Rhyddhad HF dibwys (mg/m²·day) 0.01–0.03 0.01–0.03 0.01–0.04 Dim
Casgliad: Dim effaith canfyddadwy ocsigen toddedig ar ymddatodiad PFA dŵr berwedig.

Cymharu â Pholymerau Eraill (er gwybodaeth yn unig)
Sefydlogrwydd Hydrolytig Polymer ar 100 gradd Effaith Mecanwaith Methiant Ocsigen Toddedig
PFA Fawr Dim Dirywiad bach
TeflonNone ExcellentPFA Tebyg i Ddadhydrofflworiniad Bach PVDFGood (Lleiaf)
Clorotrifluoroethylene Ethylene (ECTFE) Ocsidiad Bach Da ar bennau'r gadwyn
Neilon 6,6 (Polyamid) Hydrolysis Gwael Cryf ynghyd ag ocsidiad=methiant cyflym
PET (Tomograffeg Allyriad Positron) Gwasgedd Cadwyn Gryf Wan
PEEK Da ar 100 gradd Cymedrol Ocsidiad cylchoedd aromatig

Dŵr oer (carthu N2) ar gyfer amddiffyn PFA. Mae hyn yn helpu i leihau cost offer.

Mae DO isel yn cael ei gynnal trwy ddefnyddio tiwbiau anhydraidd neu gaeadau tanc ocsigen.

Monitro DO ar gyfer iechyd gwresogydd.

Mae'n bosibl y bydd angen gwanhau cydrannau metel (tanc, pibellau) o hyd i atal cyrydiad. Nid yw amddiffyniad PFA yn amddiffyniad metelaidd. Mae'r PFA yn byw, ond efallai na fydd y tanc dur di-staen.

Fodd bynnag, ar dymheredd uwch na 120 gradd (dŵr dan bwysau) mae dadansoddiad PFA yn mynd rhagddo'n gyflymach waeth beth fo'r ocsigen. Mae hydrolysis yn bwysig ar 150 gradd (0.1-0.5% colli pwysau bob 1,000 h). Ond hyd yn oed ar 150 gradd. nid oes gan ocsigen unrhyw effaith amlwg.

Maes Enghreifftiol
Roedd fab lled-ddargludyddion yn gweithredu dolen ailgylchredeg o ddŵr berwedig DI (100 gradd , 18 MΩ. cm) gyda gwresogyddion PFA. Er mwyn diogelu'r tanciau dur di-staen a'r pibellau, difwynwyd y dŵr<10 ppb DO. It cost a lot to maintain the deaerator. The fab was evaluated to run without deaeration (DO = 8 ppm) for 6 months. The PFA heaters' performance was unchanged. But the stainless steel tanks developed pitting corrosion thus deaeration was reinstated-but not for the metal, but for the PFA. The decision had nothing to do with the PFA heaters.

Casgliad: Nid yw Ocsigen Toddedig yn Effeithio ar Sefydlogrwydd Hydrolytig PFA
Nid yw ocsigen toddedig (0-10 ppm) yn effeithio ar sefydlogrwydd hydrolytig PFA mewn dŵr berwedig DI ar 100 gradd. Mae diraddio PFA yn digwydd trwy hydrolysis grŵp diwedd, nid ocsidiad asgwrn cefn. Mae'r golled pwysau, cryfder tynnol ac elongation yn ddigyfnewid ar ôl 10,000 awr yn annibynnol ar lefel DO. Ar gyfer systemau dŵr poeth gall peirianwyr anwybyddu DO wrth ddewis gwresogyddion PFA. Nid oes angen awyru PFA er y gallai tanciau metel wneud hynny o hyd. "Mae'r polymer yn galed, nid yw'r metel yn. Mae rheoli tymheredd yn hanfodol (cadwch yn is na 120C am oes hir) ac osgoi amhureddau (cloridau, metelau trawsnewid) a all gataleiddio hydrolysis. Nid yw gelyn PFA yn ocsigen. Ac mae amhureddau. Gwres. Cadwch y dŵr yn bur ac o dan 120 gradd C a bydd y PFA yn goroesi am ddegawdau. Wedi'i brofi Ocsigen.