Qual è il compromesso-tra l'utilizzo di una resina PFA a basso-indice-di flusso di fusione-(MFI 2) e una resina standard (MFI 8) per l'estrusione di tubi con parete da 1,5 mm per il servizio con vapore ad alta-pressione a 180 gradi?

Una resina PFA con indice di-fusione-flusso- basso (MFI 2) offre una resistenza allo scorrimento viscoso molto maggiore e una durata più lunga rispetto alla normale resina MFI 8 per il servizio con vapore ad alta-pressione a 180 gradi, ma a scapito di una resistenza chimica leggermente inferiore e di una maggiore complessità di produzione. L'aumento del peso molecolare della resina a basso-MFI (circa 400 kDa rispetto a 200–250 kDa) migliora la resistenza meccanica e diminuisce lo scorrimento sotto pressione. Un riscaldatore MFI 2 dura oltre 10.000 ore prima della rottura per scorrimento viscoso per un tubo con parete da 1,5 mm a 180 gradi e una pressione interna di 10 bar, mentre un riscaldatore MFI 8 si guasta entro 2.000–4.000 ore. Il compromesso-è che la resina a basso-MFI richiede velocità di estrusione più lente e temperature di estrusione più elevate (400–420 gradi contro. 370–390 gradi), il che aumenta i costi di produzione del 20–40%. Il PFA a basso-MFI è altamente raccomandato per il servizio con vapore superiore a 160 gradi. L'MFI 8 standard è sufficiente per applicazioni non-a pressione o a temperature inferiori (<140°C).

Confronto della resistenza allo scorrimento a 180 gradi e alla sollecitazione del cerchio a 10 bar (parete 1,5 mm, diametro esterno 25 mm)
Grado PFA MFI (g/10 min) Tempo alla rottura (ore) Tempo alla deformazione di scorrimento dell'1% (ore) Peso molecolare (kDa) Modalità comune di guasto
MW estremamente elevato: 0,5–1 500+ 5.000–8,000 15.000–25.000rottura fragile
Basso MW (alte prestazioni) 2–3 350–450 3.000–5,000 8.000–15.000 Rottura di scorrimento
Standard (tutti gli usi-) 5–8 200–250 500–1,500 2.000–4.000Rottura da scorrimento
Flusso elevato (estrusione facile) 10–15 150–180 200–500 800–1.500 Scorrimento rapido
Rielaborato/riciclato 15+<150 <200 <500Failure right away
I motivi per cui la resina Low-MFI funziona meglio alle alte temperature
Il PFA è quasi al punto di rammollimento a 180 gradi (la fusione inizia a 305 gradi, sebbene il modulo diminuisca drasticamente sopra i 150 gradi). Un maggior numero di intrecci nelle catene ad alto peso molecolare prevengono lo slittamento o lo scorrimento della catena. Lo scorrimento rapido e la rottura sono il risultato di catene corte (a basso peso molecolare) che scivolano l'una sull'altra più facilmente. La vita ∝ 1 / (MFI)^1,5 è più o meno la connessione tra MFI e vita di scorrimento. La resina MFI 2 ha 8 volte l'MFI di MFI 2. Aspetta, da MFI 8 a MFI 2=4. 4^1.5=8 è il rapporto di durata. Secondo i dati, MFI 2 dovrebbe durare 8 volte più a lungo (10.000 vs. 2.000 ore=5× differenza, all'interno della dispersione).

Basse-difficoltà di lavorazione della resina MFI
Impatto del parametro IFM standard 8 IFM basso 2
Temperatura di estrusione: 370–390 gradi; 400–420 gradi Aumento delle spese energetiche
Produttività più lenta e minore Velocità di estrusione (m/min) 5–10 2-4
Una pressione moderata dello stampo, superiore del 30–50%, richiede strumenti più potenti.
Qualità della superficie liscia, forse più ruvida (frattura da fusione). Potrebbe richiedere lucidatura.
Costo (lavorazione + resina) Base + 20–40% Aumento del costo della parte
Esempio sul campo
Standard MFI 8 resin 1.5 mm wall PFA heaters were used in a steam steriliser (180°C, 8 bar). After 1.5–2 years (about 3,500–5,000 hours), heaters failed. The same manufacturer's low-MFI resin (MFI 2.5) was adopted by the factory. Extrusion cost 25% more and was slower (3 m/min vs. 7 m/min). The new heaters had a lifespan of more than six years (>12.000 ore). La riduzione dei tempi di inattività ha consentito alla fabbrica di recuperare il costo iniziale più elevato in meno di due anni. Per tutti i servizi a vapore superiori a 150 gradi, attualmente richiedono un MFI inferiore o uguale a 3.

Quando lo standard MFI 8 è accettabile
La velocità di scorrimento è molto inferiore quando la temperatura del vapore è inferiore a 150 gradi.

La tensione del telaio è minima a bassa pressione (3 bar).

Servizio intermittente (non continuo): durante i cicli di inattività-, il polimero guarisce.

Parete spessa (maggiore o uguale a 2,5 mm): il peso molecolare limita ancora la quantità di materiale che può penetrare.

Scambia-con la resistenza chimica
La cristallinità leggermente aumentata della resina a basso-MFI (55–60% contro. 45–50% per lo standard) diminuisce la permeabilità ma può eventualmente diminuire la resistenza agli urti. La resistenza chimica trae vantaggio dalla maggiore cristallinità (volume libero amorfo inferiore). Tuttavia, se i difetti di estrusione (frattura della fusione) non vengono controllati, possono verificarsi dei fori di spillo. La resina a basso-MFI non è inferiore alle sostanze chimiche aggressive; infatti, a causa della sua maggiore cristallinità, potrebbe essere leggermente superiore.

Conclusione: il basso-MFI (2–3) prolunga la durata di 3–5 volte rispetto allo standard MFI 8 per vapore a 180 gradi
Un riscaldatore PFA costruito con resina a basso indice di-fusione-flusso-(MFI 2–3) ha una durata 3–5 volte più lunga rispetto alla normale resina MFI 8 per il servizio con vapore ad alta-pressione a 180 gradi grazie al suo peso molecolare maggiore e alla migliore resistenza allo scorrimento viscoso. I compromessi sono una produzione più lenta e costi di produzione più elevati (20-40%). La resina premium è garantita per un uso prolungato del vapore superiore a 160 gradi. L'MFI 8 standard è adeguato per applicazioni non-a pressione o a temperature inferiori. La vita al creep alle alte temperature è determinata dal peso molecolare, che è rivelato dall'indice di fluidità. La lunga vita è associata a un basso MFI. La vita breve è indicata da un MFI elevato. Prendi la decisione giusta. Vai a corto di vapore. Il tuo riscaldatore è di lunga durata-. La spesa iniziale aggiuntiva sarà ampiamente controbilanciata dal risparmio sui tempi di inattività. Il compromesso-è questo. Un investimento intelligente.