मोटी दीवार वाला पीएफए हीटर 60 डिग्री पर पतली दीवार की तुलना में एसीटोन वाष्प का अधिक पारगमन क्यों दिखा सकता है?
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आश्चर्य की बात यह है कि एक मोटी पीएफए दीवार (2.5 मिमी) 60 डिग्री पर एक पतली दीवार (1.5 मिमी) की तुलना में एसीटोन वाष्प के अधिक प्रवेश की अनुमति देती है। यह तब होता है जब बड़ी दीवार को तेजी से ठंडा करने (पानी बुझाने) के साथ बाहर निकाला जाता है, जिससे उच्च अवशिष्ट तनाव और अधिक अनाकार मुक्त मात्रा होती है। एसीटोन पीएफए के लिए एक सूजन विलायक है (घुलनशीलता पैरामीटर $\\डेल्टा \\लगभग 19.7$ एमपीए$^{1/2}$ पीएफए अनाकार चरण के करीब)। यह पॉलिमर को प्लास्टिसाइज़ करता है और श्रृंखला की गतिशीलता को बढ़ाता है। उच्च अवशिष्ट तनाव वाली एक मोटी दीवार में, अनाकार क्षेत्र लंबा और अधिक खुला होता है, जिससे प्रसार के लिए कम प्रतिरोध होता है। एक पतली दीवार में कम अवशिष्ट तनाव और अधिक क्रिस्टलीयता हो सकती है (यदि धीमी गति से ठंडा किया जाता है, एनील्ड किया जाता है) और वास्तव में प्रवेश कम हो जाता है। इस संबंध में, केवल दीवार की मोटाई ही प्रवेश दर का मानदंड नहीं है, प्रसंस्करण इतिहास और क्रिस्टलीयता भी समान रूप से आवश्यक हैं। धीमी गति से ठंडी होने वाली 2.5 मिमी दीवार (क्रिस्टलीयता 55-60%) में एसीटोन वाष्प के लिए बुझी हुई 1.5 मिमी दीवार (क्रिस्टलीयता 40-45%) की पारगम्यता आधी हो सकती है।
अवशिष्ट तनाव और क्रिस्टलीयता: उनका प्रभाव
पारगमन को P=D × S द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जहां D विसरणशीलता है और S घुलनशीलता है। एसीटोन पीएफए को फुलाता है, डी और एस को बढ़ाता है। अवशिष्ट तन्य तनाव (तेजी से ठंडा होने से) अनाकार क्षेत्रों को खोलता है, जिससे डी में और वृद्धि होती है। उच्च क्रिस्टलीयता अनाकार मात्रा को कम करती है, इसलिए डी और एस दोनों कम हो जाती है। एक बुझी हुई मोटी दीवार में उच्च अवशिष्ट तनाव (5-10 एमपीए) और कम क्रिस्टलीयता (40-45%) होती है। एनील्ड पतली दीवार में कम अवशिष्ट तनाव (1-2 एमपीए) और उच्च क्रिस्टलीयता (55-60%) होती है। बाद वाला पतला हो सकता है और उसकी पारगम्यता 2-5 गुना कम हो सकती है।
पारगमन की तुलना - एसीटोन वाष्प 60 डिग्री, 1 बार
दीवार की मोटाई, मिमी क्रिस्टलीयता को ठंडा करने की विधि, % प्रवेश दर (जी/एम²·दिन) अवशिष्ट तनाव (एमपीए) (जी·मिमी/एम²·दिन), प्रति मोटाई सामान्यीकृत
1.5 जल शमन 42 6 – {{2 }} – {{3 }} –53 1.5 धीमी गति से हवा का ठंडा होना {{5 }} – {{6 }} – {{7 }} –33 1.5 एनील्ड (200 डिग्री ) {{10 56 1–2 10–15 20–30
जल शमन 2.5 38 8-10 40-55 100-138 वायु शीतलता 2.5 45 5-6 25-35 63-88 एनील्ड 2.5 60 1-2 12-18 30-45
एक 2.5 मिमी बुझती दीवार (40{5}}55 ग्राम/वर्ग मीटर²·दिन) 1.5 मिमी एनील्ड दीवार (8-12 ग्राम/वर्गमीटर²·दिन) की पारगम्यता से 5 गुना अधिक है - मोटी लेकिन अधिक पारगम्य। सामान्यीकृत दर (परगमन × मोटाई) सामग्री की वास्तविक पारगम्यता है: बुझती पीएफए 100-138 ग्राम मिमी/वर्ग मीटर, दिन, एनील्ड पीएफए 12-45 ग्राम मिमी/वर्ग मीटर। एनीलिंग से पारगम्यता 3-5× कम हो जाती है।
एसीटोन गैर-सूजन पारगम्य पदार्थों से भिन्न क्यों है?
गैर--सूजन वाली गैसों (N₂, O₂, CO₂) के लिए पारगम्यता 1/मोटाई के समानुपाती होती है। जितना अधिक गाढ़ा, उतनी ही कम पारगम्यता। सूजन सॉल्वैंट्स (एसीटोन, एमईके, एथिल एसीटेट, टोल्यूनि) के लिए, पॉलिमर के प्लास्टिककरण के साथ प्रवेश आगे बढ़ता है। प्रसार गुणांक स्थिर नहीं है. एक मोटी, अत्यधिक तनाव वाली दीवार में एसीटोन अधिक एडिमा उत्पन्न करता है, जिससे डी अधिक बढ़ जाता है। यह स्वचालित उत्प्रेरक है. एक एनील्ड निम्न तनाव वाली दीवार में, अनाकार चरण क्रिस्टल क्षेत्रों में बना रहता है, और पीएफए सूजन का प्रतिरोध करता है।
हीटर विकल्पों के लिए व्यावहारिक निहितार्थ
एसीटोन वाष्प सेवा (या किसी सूजन विलायक) के लिए:
यह मत मानें कि गाढ़ा होना बेहतर है - हमेशा ऑपरेटिंग तापमान पर विशिष्ट विलायक के लिए पारगम्य आँकड़े माँगें।
एनील्ड पीएफए (200 डिग्री एनील पोस्ट-एक्सट्रूज़न, 4-8 घंटे) का उपयोग करें। यह मोटाई से स्वतंत्र होकर पारगम्यता को 2-5 गुना कम कर देता है।
स्लिट रिंग की वक्रता के साथ अवशिष्ट तनाव को मापें। केवल R_curve > 300 मिमी (σ_res <2 MPa) वाले हीटर स्वीकार करें।
कम तापमान: प्रत्येक 10 डिग्री की कमी पर एसीटोन पारगम्यता आधी हो जाती है।
उदाहरण फ़ील्ड
फार्मास्युटिकल रिएक्टर में 2.5 मिमी पीएफए हीटर का उपयोग करके एसीटोन वाष्प को 60 डिग्री तक गर्म किया गया (पानी को बुझाया गया, जैसे कि बाहर निकाला गया)। पारगमन 45 ग्राम/वर्ग मीटर प्रतिदिन था और धातु कोर तेजी से संक्षारित हो गया था (एसीटोन/H₂O/पेरोक्साइड हमला)। हीटर 6 महीने तक चले। संयंत्र को 1.5 मिमी एनील्ड पीएफए हीटर (200 डिग्री/4 घंटा धीमी गति से {{12%) कूल्ड एनील्ड में बदल दिया गया था। पारगम्यता को घटाकर 10 ग्राम/वर्ग मीटर प्रतिदिन कर दिया गया। हीटर का जीवन 3+ वर्ष। पतला, अच्छी तरह से संसाधित हीटर मोटे, बुरी तरह से संसाधित हीटर से बेहतर था।
सूजन क्षति निरीक्षण
एसीटोन सेवा में हीटर के लिए, देखें:
प्लास्टिकीकरण (सतह पर चिपचिपापन)
सूजन (व्यास में 1-2% वृद्धि)
क्रेज़िंग, 10× पत्रिका
यदि कोई हीटर है, तो दीवार की मोटाई उसके क्षरण को प्रभावित नहीं करती है।
निष्कर्ष: सूजन सॉल्वैंट्स के लिए प्रसंस्करण में मोटाई हावी है
60 डिग्री पर एसीटोन वाष्प के लिए एक मोटी दीवार वाला (2.5 मिमी) पीएफए हीटर एक पतली दीवार वाले (1.5 मिमी) की तुलना में अधिक पारगम्यता प्रदर्शित कर सकता है यदि मोटी दीवार तेजी से ठंडा होने (पानी से बुझने, उच्च अवशिष्ट तनाव, खराब क्रिस्टलीयता) के साथ बनाई गई हो। अवशिष्ट तन्य तनाव पीएफए पर एसीटोन की सूजन और प्लास्टिक प्रभाव को बढ़ाता है। धीमी गति से ठंडा होने और एनीलिंग से पारगम्यता 3-5 गुना कम हो जाती है, जिससे एक अच्छी तरह से संसाधित 1.5 मिमी की दीवार खराब संसाधित 2.5 मिमी की दीवार से बेहतर होती है। सूजन वाले सॉल्वैंट्स के लिए कम अवशिष्ट तनाव वाले पीएफए का उपयोग करें और एनीलिंग निर्दिष्ट करें। मोटाई मुख्य बात नहीं है. प्रक्रिया सर्वोपरि है. पीएफए को एनील करें, तनाव को मापें, और डेटा पर विश्वास करें न कि मोटाई पर। एक मोटी तनावग्रस्त दीवार एक स्पंज है। बैरियर एक पतली एनील्ड दीवार होती है बैरियर का चयन करें।
