Alles over fluoropolymeren

De grondstof voor deze kunststoffen is ethyleen (wat onder meer gemaakt wordt door onze klant Llyondell Basel op de Maasvlakte in Rotterdam). En wat ze verder gemeen hebben is dat er fluor aan toegevoegd wordt, vandaar de "F" die in elke naam terugkomt. Het is dit fluor wat ze speciale eigenschappen geeft die elk fluorpolymeer heeft:

• Laagste wrijvingscoefficient van alle vaste stoffen
• Chemisch resistent
• Uitstekend elektrisch isolerend
• Bestand tegen hele lage temperaturen
• Van alle kunststoffen het best bestand tegen hoge temperaturen
• Weerstand tegen veroudering
• Uitstekende anti-plak eigenschappen

Die laatste eigenschap maakt dat PTFE zoveel gebruikt wordt voor anti-aanbak pannen. Maar in vloeistofsystemen of systemen met slurries is die anti-plak eigenschap ook heel voordelig omdat de systemen makkelijker te reinigen zijn.

Daarom zijn dit ook de kunststoffen die we tegenkomen in medisch steriele toepassingen. Het zijn ook de kunststoffen die we veel tegenkomen in voedselproductie - ze zijn dan ook FDA en IE-1935 goedgekeurd. Laten we wat dieper ingaan op elk van deze kunststofsoorten in de wereld van gassen en vloeistoffen.

Perfluoralkoxyalkanen (PFA) is een copolymeer van hexafluorpropyleen en perfluorethers. Het werd ontwikkeld in 1972, ook door DuPont.
PFA heeft zeer vergelijkbare eigenschappen met PTFE, maar er zijn een paar belangrijke verschillen in eigenschappen tussen deze twee fluorpolymeren waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van de juiste voor uw proces.

Anders dan bij PTFE hebben PFA-polymeren op moleculair niveau een kleinere ketenlengte en een grotere ketenverstrengeling dan andere fluoropolymeren. Dat maakt PFA slangen flexibeler, maar het heeft een kortere flex-life, dus het is niet zo goed bestand tegen herhaaldelijk vouwen.
Het maakt ook dat PFA een betere vloei- en kruipweerstand heeft, met een thermische stabiliteit die PTFE benadert of overtreft. Met andere woorden: PFA houdt zijn nauwe maattoleranties en vorm over een groot temperatuurbereik. PTFE vervormt meer.

Ze bevatten ook een zuurstofatoom aan de takken. Dit resulteert in materialen die doorzichtiger zijn, wat in laboratoria een gewaardeerde eigenschap is. Zeker als gewerkt wordt met gevaarlijke chemicaliën.

PTFE heeft een iets hogere hittebestendigheid, de maximum temperaturen van PFA en PTFE zijn respectievelijk 260°C en 327°C.

Waterabsorptie (permeabiliteit) en verwering hebben meer invloed op PFA dan PTFE, hoewel PFA superieur is in weerstand tegen zouten.

Net als PTFE heeft PFA een uitstekende weerstand tegen scheuren en spanning en een lage wrijvingscoëfficient.

Het elektrisch islolerend vermogen (de diëlektrische sterkte) van PTFE is uitstekend, maar van PFA nog altijd 3-4 keer hoger. Dat zal voor gas- en vloeistofsystemen niet zo vaak doorslaggevend zijn.

PFTE versus PFA samenvatting

PFA heeft vaak de voorkeur wanneer hoge betrouwbaarheid vereist is in omgevingen die een grote chemische, thermische en mechanische belasting vormen. Maar voor de productie van gas- en vloeistofsystemen is het belangrijkste verschil tussen PFA en PTFE nog niet aan de orde gekomen...

PVDF

PVDF is een veel toegepaste kunststofsoort in systemen. Het heeft een veel betere chemisch resistentie dan veel andere kunststoffen en is 30% goedkoper dan PFA.

Dat maakt het een geduchte concurrent van PFA. Kort gezegd krijgt PFA de voorkeur boven PVDF in toepassingen waar PVDF niet chemisch resistent genoeg is en als doorzichtigheid belangrijk is.

Voordelen van PVDF

• Goedkoper dan PFA (circa 30%)

Nadelen van PVDF

• Niet doorzichtig
• Kan verkleuren onder invloed van bepaalde chemicalien
• Niet zo chemisch inert als PFA en PTFE
• Kleiner temperatuurbereik, met name minder geschikt voor koude toepassingen.

FEP

Verbeterde verwerkingseigenschappen ten opzichte van PTFE worden ook gevonden in gefluoreerd ethyleenpropyleen (FEP).

FEP kan een goedkoper alternatief zijn voor PFA, met nagenoeg dezelfde eigenschappen. Vooral in slangen.
FEP is echter tien keer minder bestand tegen herhaald buigen zonder breuk dan PFA. Het maakt dat in hoogwaardige toepassingen uit veiligheidsoverwegingen toch PFA verkozen wordt boven FEP.

Voor andere toepassingen dan voor gas- en vloeistof toepassingen zijn de verschillen tussen PFA en FEP wat groter. Zoals de brekingsindex die FEP geschikter maakt voor displays.

Voordelen van FEP

• Zeer doorzichtig
• Lasbaar
• Goedkoper dan PFA

Nadelen van FEP

• Kwetsbaar voor herhaald buigen

En de winnaar is....

De onderstaande illustratie bewijst wel dat er geen grote winnaar onder de kunststoffen is. Voor iedere toepassing is er een kunsstof die het meest geschikt is. Dit is een PFA diafragma regelklep van Parker die wij leveren. In deze klep wordt PFA, PTFE, PVDF en FKM en RVS gebruikt. De vorm van de body is te complex om als freeswerk te maken en is daarom van PFA spuitgietwerk. Het diafragma is (modified) PTFE. Op die manier zijn alle wetted parts zeer chemisch resistent. Aan de delen die niet in aanraking komen met het medium worden minder eisen gesteld en zijn uit PVDF, RVS en Viton (een rubberachtige fluorpolymeer) gemaakt.

Ultra Pure Water toepassingen

In ultrapuur water (UPW) applicaties leveren fluoropolymern superieure prestaties. Roestvrij staal kan vaak niet gebruikt worden in dergelijke toepassingen, omdat het geïoniseerd water ionen trekt uit het staal, waardoor ijzeroxide, hydroxide of carbonaat ontstaat. Fluoropolymeren zijn immuun voor deze aantasting.

Koelsystemen

Fluoropolymeren leveren ten opzichte van metalen in koelsystemen geen problemen op met galvanische corrosie. Aluminium heeft een uitstekende warmte overdracht en daarom wordt het vaak in koelsystemen gebruikt. Bijvoorbeeld bij de koeling van elektronica. Om galvanische corrosie problemen te voorkomen wordt de verbinding van aluminium warmtegeleider naar het systeem vaak gemaakt van slang en koppelingen van fluoropolymeren.

Benieuwd welke producten we leveren in deze kunststoffen? Bekijk ze in onze online catalogus: