پارچه فایبر گلاس با روکش PTFE و تفلون: مشخصات، انواع و راهنمای خرید

آشنایی با پارچه فایبرگلاس با روکش PTFE و تفلون

پارچه فایبرگلاس با روکش تفلون - به طور دقیق تر به عنوان پارچه فایبرگلاس با روکش PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن) توصیف می شود - یک ماده کامپوزیتی با کارایی بالا است که از آغشته کردن یا پوشش دادن یک بستر فایبرگلاس بافته شده با پراکندگی PTFE تولید می شود. نتیجه یک پارچه انعطاف پذیر و پایدار از نظر ابعاد است که استحکام مکانیکی و انعطاف پذیری حرارتی فایبرگلاس را با بی اثری شیمیایی، سطح نچسب و ضریب اصطکاک کم ترکیب می کند که PTFE را به عنوان یک پلیمر مهندسی تعریف می کند.

تفلون نام تجاری ثبت شده Chemours (دوپونت سابق) برای خط تولید PTFE آنها است. در زمینه های صنعتی و تجاری، اصطلاحات "فایبرگلاس با پوشش تفلون،" پارچه های PTFE "" و "شیشه PTFE" به جای هم برای توصیف این دسته از منسوجات پوشش داده شده استفاده می شوند، صرف نظر از اینکه رزین PTFE از Chemours یا تولید کننده دیگری منشا گرفته باشد. خریداران باید منبع رزین PTFE و درجه پراکندگی خاص را زمانی که مشخصات تهیه به نام تفلون اشاره می کند، تایید کنند، زیرا کیفیت فرمولاسیون در تامین کنندگان متفاوت است.

تخمین زده می شود که بازار جهانی منسوجات فنی با روکش PTFE فراتر از آن باشد 1.8 میلیارد دلار در سال ، ناشی از تقاضای فرآوری مواد غذایی، بسته بندی، هوافضا، فیلتراسیون صنعتی و کاربردهای غشای معماری است. در این بازار، فایبرگلاس با روکش PTFE به دلیل مقاومت در برابر درجه حرارت و پایداری ابعادی آن در مقایسه با پلی استر بافته شده با PTFE یا جایگزین های آرامید، فرمت غالب محصول را نشان می دهد.

زیرلایه فایبرگلاس: چگونه ساختار پارچه پایه بر عملکرد تأثیر می گذارد

عملکرد هر کدام شیشه PTFE کامپوزیت با بستر فایبرگلاس شروع می شود. نوع نخ، ساختار بافت، و وزن پارچه پارچه پایه، خواص مکانیکی - استحکام کششی، مقاومت در برابر پارگی، پایداری ابعادی، و عمر خستگی خمشی - محصول نهایی روکش شده را تعیین می‌کند. پوشش PTFE خواص سطح را بهبود می بخشد اما نمی تواند یک بستر نادرست انتخاب یا ساخته شده را جبران کند.

انواع نخ فایبرگلاس

دو ساختار اصلی نخ فایبرگلاس در بسترهای پارچه PTFE استفاده می شود:

• شیشه الکترونیکی (گرید برق): ترکیب استاندارد فایبرگلاس که در اکثر پارچه های فایبرگلاس با روکش PTFE استفاده می شود. نخ های شیشه الکترونیکی تعادل قابل استفاده از استحکام کششی (تقریباً 3450 مگاپاسکال برای رشته های منفرد)، پایداری حرارتی تا 550 درجه سانتیگراد و هزینه را ارائه می دهند. E-glass برای اکثریت قریب به اتفاق کاربردهای صنعتی پارچه PTFE مناسب است.
• شیشه ECR (مقاوم در برابر خوردگی): یک نوع شیشه E بدون بور با بهبود مقاومت در برابر حمله اسیدی و قلیایی. برای پارچه‌های PTFE مورد استفاده در محیط‌های پردازش شیمیایی که در آن بستر ممکن است از طریق برش‌های لبه پارچه یا مناطق پوشش آسیب‌دیده در معرض رسانه‌های تهاجمی قرار گیرد، مشخص شده است.

سازه های بافت

الگوی بافت پارچه پایه بر تعادل بین استحکام مکانیکی، تخلخل و صافی سطح پارچه نهایی حاکم است. پارچه های PTFE :

• بافت ساده: هر نخ تار به طور متناوب از روی و زیر هر نخ پود عبور می کند و پارچه ای متعادل و پایدار با استحکام یکسان در هر دو جهت تولید می کند. بسترهای بافت ساده رایج ترین پایه برای فایبرگلاس با روکش PTFE همه منظوره هستند که به دلیل ساختار بافت باز، نفوذ پوشش خوبی را ارائه می دهند.
• بافت پارچه جناغی: نخ های تار از روی دو یا چند نخ پود به صورت مورب عبور می کنند. بافت‌های جناغی سطح صاف‌تری نسبت به بافت ساده در تعداد نخ‌های معادل ایجاد می‌کنند، که یکنواختی پوشش PTFE را بهبود می‌بخشد و تمایل به پوشش برای پل زدن بین فاصله‌های نخ به جای نفوذ به بدنه پارچه را کاهش می‌دهد.
• بافت ساتن: شناورهای نخ بلند در چندین نقطه درهم تنیده، صاف ترین سطح زیرلایه را در بین هر ساختار بافته ای ایجاد می کند. فایبرگلاس بافت ساتن برای پارچه های PTFE مشخص شده است که حداکثر صافی سطح در آنها بسیار مهم است - برای مثال، تسمه نقاله در کاربردهای تماس با مواد غذایی و آسترهای رهاسازی برای تولید کامپوزیت.
• بافت لنو: نخ های تار مجاور اطراف نخ های پود می پیچند تا ساختاری باز و مشبک با تخلخل بالا ایجاد کنند. زیرلایه‌های بافت لنو برای پارچه‌های PTFE مش باز در کاربردهای فیلتر هوا و مایع استفاده می‌شوند که در آن نفوذپذیری از طریق جریان، نیاز اولیه طراحی است.

وزن پارچه پایه

وزن پارچه پایه فایبرگلاس - بر حسب گرم بر متر مربع (gsm) بیان می شود - به طور مستقیم وزن و ضخامت محصول پوشش داده شده را تعیین می کند. وزن زیرلایه استاندارد مورد استفاده در تولید فایبرگلاس با پوشش PTFE از محدوده 100 گرم در متر (پارچه های توری سبک) تا 800 گرم در متر (گریدهای صنعتی سنگین) . زیرلایه های سنگین تر استحکام کششی و پارگی بالاتری را ارائه می دهند، اما انعطاف پذیری پارچه را کاهش می دهند و دشواری دستیابی به نفوذ کامل PTFE از طریق سطح مقطع پارچه در طول پوشش را افزایش می دهند.

مشخصات پوشش PTFE: پارامترهایی که درجه محصول را تعیین می کنند

این مشخصات پوشش PTFE از نظر فنی مهم ترین مجموعه پارامترها در هر تعریف محصول فایبرگلاس با روکش PTFE است. دو پارچه ساخته شده بر روی زیرلایه های یکسان می توانند عمر مفید و عملکرد عملکردی متفاوتی را بسته به وزن پوشش، کیفیت پخت و پرداخت سطح ارائه دهند. خریداران و مشخص‌کننده‌هایی که پارچه‌های PTFE را تنها بر اساس وزن و قیمت زیرلایه ارزیابی می‌کنند - بدون بررسی مشخصات پوشش - اغلب با شکست زودرس محصول در کاربردهای سخت مواجه می‌شوند.

وزن پوشش و محتوای PTFE

وزن پوشش PTFE معمولاً به عنوان جرم PTFE رسوب شده در هر متر مربع پارچه تمام شده یا به عنوان درصد وزن کل پارچه تمام شده قابل انتساب به پوشش PTFE بیان می شود. تجاری ترین پارچه های PTFE حمل بین 40% و 65% PTFE وزنی ، بسته به کاربرد. محتوای PTFE بالاتر مقاومت شیمیایی، عملکرد نچسب و صافی سطح را به قیمت افزایش هزینه مواد و در وزن پوشش بسیار بالا، کاهش انعطاف پذیری پارچه را بهبود می بخشد.

این number of coating passes used to build up the PTFE layer is as important as total coating weight. Multiple thin coating passes — each followed by drying and sintering — produce better penetration of PTFE dispersion into the yarn interstices of the substrate and a more uniform coating cross-section than a single heavy coating application. Premium-grade PTFE coated fiberglass fabrics are typically produced with پنج تا دوازده پاس پوشش و تف جوشی ; محصولات مقرون به صرفه اغلب از دو تا چهار پاس استفاده می‌کنند که منجر به ایجاد پوششی می‌شود که عمدتاً روی سطح پارچه قرار می‌گیرد نه اینکه کاملاً با زیرلایه یکپارچه شود.

دما و مدت پخت

تف جوشی فرآیند حرارتی است که طی آن ذرات پراکندگی PTFE - که به صورت سوسپانسیون کلوئیدی آبی بر روی پارچه رسوب می کنند - با حرارت دادن در بالای نقطه ذوب کریستالی PTFE به یک ماتریس پلیمری پیوسته و منسجم ذوب می شوند. 327 درجه سانتی گراد . تف جوشی کافی برای یکپارچگی پوشش ضروری است. PTFE کم تف جوشی شده به صورت یک رسوب پودری با پیوند ضعیف باقی می ماند که به آسانی ساییده می شود و خواص مانع شیمیایی ضعیفی را ارائه می دهد.

خطوط پوشش صنعتی PTFE در دماهای بین 360 درجه سانتیگراد تا 400 درجه سانتیگراد برای زمان های اقامت کالیبره شده با وزن پوشش و سرعت پارچه پخت می شوند. یک کامل مشخصات پوشش PTFE برای یک پارچه تمام شده باید محدوده دمای پخت مورد استفاده در تولید را شامل شود - پارامتری که می تواند از تامین کنندگان به عنوان بخشی از مستندات صلاحیت فرآیند تولید درخواست شود، به ویژه برای هوافضا، تماس با مواد غذایی، یا کاربردهای حیاتی ایمنی.

طبقه بندی پایان سطح

این surface texture of a finished PTFE coated fiberglass fabric is defined by the smoothness of the final coating layer and the underlying weave pattern visible through it. Three practical surface finish categories are recognised in industrial procurement:

• پرداخت استاندارد (بافت دار): این weave pattern of the base fabric is visible through the coating. Adequate for most conveyor belt, gasketing, and expansion joint applications where non-stick performance and temperature resistance are the primary requirements.
• پرداخت صاف: عبور پوشش اضافی یا کلندرینگ (فشرده سازی بین رول های گرم شده) سطحی را ایجاد می کند که در آن بافت بافت به طور قابل ملاحظه ای سرکوب می شود. برای کاربردهای رهاسازی تماس با مواد غذایی، تسمه های آب بندی حرارتی و کاربردهایی که چسبندگی محصول به بافت سطح پارچه کیفیت فرآیند را به خطر می اندازد، مشخص شده است.
• پرداخت برجسته یا ساختار یافته: این coating surface is intentionally textured during production to increase air permeability or reduce surface contact area. Used in specific drying belt and screen printing applications.

پارامترهای کلیدی عملکرد پوشش PTFE

نمرات پارچه PTFE و دامنه های کاربردی آنها

پارچه های PTFE در طیف وسیعی از گریدها تولید می شوند که بر اساس وزن بستر، وزن پوشش، پرداخت سطح و عملیات اضافی متمایز می شوند. تطبیق درجه صحیح با برنامه هم از تعیین بیش از حد - که هزینه غیرضروری را اضافه می کند - و هم از تعیین کمتر - که منجر به خرابی زودرس می شود جلوگیری می کند.

نمرات نوار نقاله

تسمه نقاله فایبر گلاس با روکش PTFE یکی از پرکاربردترین کاربردها برای این کلاس مواد است که ترکیبی از خمش مکانیکی مداوم، دماهای بالا و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی از محصولات غذایی، چسب ها یا مواد شیمیایی فرآیندی است. نمرات تسمه نقاله معمولاً از بسترهای سنگین تری استفاده می کنند - پارچه پایه 400 تا 800 گرمی - با وزن پوشش PTFE بالا و سطوح صاف یا کلندری. مقاومت در برابر خستگی انعطاف پذیر با روش استقامت تاشو MIT یا پروتکل های خم شدن پویا معادل تست می شود. درجات نقاله ممتاز به 50000 یا بیشتر چرخه دو برابر شدن بدون لایه برداری پوشش می رسند.

رهاسازی لاینر و درجه های آب بندی حرارتی

به عنوان سطوح رهاسازی نچسب در تولید کامپوزیت، فرآوری مواد غذایی و ماشین‌های آب‌بندی حرارتی ضربه‌ای استفاده می‌شود، درجه‌های آستر رهاسازی، صافی سطح و عدم آلودگی را بر استحکام مکانیکی بالا اولویت می‌دهند. این گریدها معمولاً از بسترهای سبک‌تر با پراکندگی PTFE با کیفیت بالا و پوشش‌های نهایی صاف استفاده می‌کنند و باید مقررات تماس با مواد غذایی را رعایت کنند - از جمله مقررات اتحادیه اروپا 10/2011 برای مواد پلاستیکی در تماس با غذا یا FDA 21 CFR 177.1550 برای PTFE در کاربردهای تماس با مواد غذایی - جایی که تماس مستقیم با غذا رخ می دهد.

درجات اتصال انبساط و واشر

اتصالات انبساط صنعتی و واشرهای فلنجی ساخته شده از فایبرگلاس با روکش PTFE به مقاومت شیمیایی بالا و پایداری ابعادی تحت بار فشاری در طول دوره های خدمات طولانی نیاز دارند. این گریدها اغلب ساختارهای فایبرگلاس سنگین تری دارند - گاهی اوقات چند لایه پارچه - با پوشش PTFE در یک یا هر دو وجه. سطح PTFE خواص مانع شیمیایی را فراهم می کند در حالی که بستر فایبرگلاس تقویت ساختاری را فراهم می کند که از اکستروژن تحت بار پیچ فلنج لوله جلوگیری می کند.

درجات عایق الکتریکی

ورقه های شیشه ای PTFE برای زیرلایه های برد مدار چاپی (معمولاً فایبرگلاس بافته شده با PTFE برای کاربردهای RF با فرکانس بالا) و نوارهای عایق الکتریکی انعطاف پذیر نیاز به خواص دی الکتریک کاملاً کنترل شده دارند. مقادیر ثابت دی الکتریک (Dk) برای کامپوزیت های شیشه ای PTFE معمولاً در محدوده قرار می گیرند 2.1 تا 2.8 در 10 گیگاهرتز، در مقایسه با 4.5 برای فایبرگلاس اپوکسی استاندارد FR4 - Dk پایین و ضریب اتلاف کم شیشه PTFE آن را به بستر مطلوب برای کاربردهای مدار امواج مایکروویو با فرکانس بالا و مدارهای میلی متری تبدیل می کند.

پارچه فایبر گلاس با پوشش ورمیکولیت: فرآیند تولید و ویژگی های عملکرد

پارچه فایبرگلاس با روکش ورمیکولیت یک محصول از نظر عملکردی متمایز از فایبرگلاس با روکش PTFE است، اگرچه این دو اغلب با هم در عایق صنعتی در دمای بالا و کاربردهای حفاظت در برابر آتش مشخص می شوند. درک فرآیند تولید و مشخصات عملکرد حاصل از پارچه پوشش داده شده با ورمیکولیت مشخص می کند که هر ماده انتخاب صحیحی است - و اینکه این دو محصول می توانند در طرح های سیستم عایق لایه ای مکمل یکدیگر باشند.

ورمیکولیت چیست و چرا از آن به عنوان پوشش استفاده می شود

ورمیکولیت یک ماده معدنی سیلیکات آلومینیوم آهن هیدراته منیزیم طبیعی است که وقتی به سرعت بالای 300 درجه سانتیگراد گرم می شود، لایه برداری چشمگیری – 8 تا 30 برابر حجم اولیه خود – انبساط می یابد. این رفتار لایه برداری حرارتی، همراه با مقاومت ذاتی ورمیکولیت در برابر آتش، هدایت حرارتی کم (تقریباً 0.06 W/m·K برای مواد لایه برداری شده ) و بی اثر بودن شیمیایی، آن را به یک ماده پوشش موثر برای پارچه های فایبر گلاس تبدیل می کند که برای عایق کاری در دمای بالا و کاربردهای حفاظت در برابر آتش غیرفعال در نظر گرفته شده است.

پارچه های فایبر گلاس با روکش ورمیکولیت در پتوهای جوشکاری، ژاکت های عایق لوله قابل جابجایی، پرده های درب کوره، سپرهای حرارتی و پوشش های مقاوم در برابر آتش برای کابل ها، لوله ها و سازه های فولادی استفاده می شود. مزیت اصلی آنها نسبت به پارچه های فایبرگلاس بدون پوشش در این کاربردها، توانایی پوشش ورمیکولیت در مقاومت در برابر برخورد مستقیم شعله، گرمای تابشی و پاشش فلز مذاب است - شرایطی که به سرعت باعث تخریب فایبرگلاس بدون پوشش یا PTFE می شود.

این Vermiculite Coated Fiberglass Fabric Manufacturing Process

این فرآیند تولید پارچه فایبرگلاس با روکش ورمیکولیت شامل چندین مرحله متوالی است که هر کدام به کنترل دقیق فرآیند برای دستیابی به چسبندگی پوشش ثابت، یکنواختی پوشش و انعطاف پذیری پارچه تمام شده نیاز دارند:

• آماده سازی بستر: این woven fiberglass base fabric — typically a heavy plain or twill weave in the 400–800 gsm range — is heat-cleaned to remove the sizing compound