氟气(F2)一直是以超活泼的面目展现给世人,它的发展是伴随核工业的脚步,有着70-80年的历史。氟化能实现神奇的功能,完成很多意想不到的事,令人眼界大开,沁入心脾的芬芳。
今天二呆把学习笔记呈现给各位同行,敬请斧正。
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F2与高分子制件接触的时候,最常见的是F原子取代聚合物材料表面的H原子,形成稳定的F-C键,可以永久保持表面处理效果。
就这一个小小的改变,C-H变成C-F。
有效调整温度、浓度等条件,氟化反应的深度可以控制在0.1-10µm,就像穿了一层超薄的衣服,基本不会改变几何尺寸和其他性能。
氟气可以轻易的覆盖制件表面,使处理的效果十分均匀。
应用1:油箱
户外动力设备(OPE),ATV(全地形车),园林工具等的油箱按EPA(环保局)和CARB要求,都有严格的蒸发排放标准。常用的油箱材料HDPE,若未经表处,按相似相溶的原理,燃油对HDPE有很好的渗透性,也就是说,一箱油很多都“飞”掉了,和处理不好的生铁炒锅吸油是一个道理。
最早的油箱多是金属的,渗透这个问题没有被关注。后来,ATV或者割草机之类,设计上留给油箱的空间自由度越来越小,慢慢地,油箱改用高分子吹塑的设计,已实现不同的结构要求的应对。这个问题才开始突显。
常见的高分子材料,有几种解决方案。
共挤吹。把barrier放在中间层,甚至2-3层,大家一起挤,再吹塑。缺点是工艺复杂,材料不单一,报废回收不方便。
氟化。里外层都做,大约2µm的表面深度,效果非常好。就是需要专门干氟化的来,有安全和技术要求。
用其它单一材料。如D家推的PA, C家推的POM,也有10余年的市场推广。材料单一,阻隔性能是固有的,不需要氟化或其他的后处理。
料是肯定比HDPE贵老了,比重,吹塑工艺都不占优势。
但也有终端用户,如K家发电机,用了PA后,发现有低分子物质析出,容易堵塞滤网。
HDPE的低温冲击不错,本色料时,半透明状态,可以看清液位。
想打死氟化方案是不现实的。
油锯是个案,这次工作时振动大,外壳是尼龙做的,故油箱用尼龙做有焊接优势,形成一个整体。
二呆在S服务时,也推过PBT/PC的解决方案,一直好奇,有PC在,耐化是如何解决的?或只是个公开说法。或是把应用实验留到市场推广初期,和“小白一起做试验”。能行就跑下去,不行就找新项目。
Hunting.
各家只推各家自有“矿产”的产品,现有的客户体量足够,总有人愿意试。
应用二:生物类冷链包装(氟化瓶)
这货二呆在魔都地铁里见过2次。长方的塑料保温盒,上面一闪一闪的温度和时间显示,2人组,行色匆匆地,面色肃穆。
魔都治安好,也人性化,上面显示的也不是倒计时,不是悬疑片上的节奏。
疫苗、血液制品等都有严格的冷链温度要求。常把相变材料(Phase Change Materials),如正十四烷,注入到箱体夹层,或冰盒内部,在温度不变的情况下,PCM提供潜热,从而可以精确地设计温度曲线。
道理和油箱一样,烷烃、酯类PCM会渗透,甚至玷污纯洁的疫苗。
氟化还是内外面都上,不留死角。
正十四烷能收“封口费”,其它类似的都差不多。
二呆看过一家专做高端个人护理产品包装瓶的展示,膏、霜之类,都是涂在身上、脸上的香香,含有价格不菲的天然精油。
氟化类似钝化处理,瓶子内外都上层膜,产品的保质期和使用体感都大幅增加。
能用的上氟化瓶的,显示的是隐性的经济实力,氟气自有福气加成。
原来如此。
应用三:汽车配件(表面活化)
F2是个猛兽,也是有软门的,可以是反应柔和,舒缓,在制件表面生成活性功能团,提高表面能,改变浸润效果。
F2好猛,对大多数材料都可以“搞上”。汽车内饰对VOC有高要求的,氟化后,水性涂料、胶粘剂可以轻易使用。
这个有点像贴标签,其他常见的手法还有plasma, corona,火焰撩等。
第一次见到“火焰撩妹”是在山城,那时刚入行,参观一个做非民品的包材厂。
PP的大箱子,特别结实,装的东西不便透露。
完成后,在流水线上过燃气焰,就能在外层喷油漆,写用途。
“旁边就是川东钻探,天燃气相因,不用辣些洋设备。”
Plasma, Corona可以实现在线生产,不需要把制件“发配到边城”。
大致就这些,剩下的请大家创意。
富(氟)贵(硅)人生。