تحليل موجز لسبب إمكانية استخدام الأغشية المقاومة للماء والقابلة للتنفس بشكل طبيعي في درجات الحرارة العالية

غشاء PTFE المقاوم للماء والقابل للتنفس هو بوليمر شديد التبلور، وتبلغ تبلور مادته الخام ما بين 92% و98%. ومع ذلك، بعد المعالجة أو التبريد بالتلبيد، تنخفض التبلور إلى ما لا يزيد عن 70% من تبلور المادة الخام. عندما يكون PTFE عند 19 درجة مئوية، يكون له تكوين حلزوني مكاني تدور فيه كل 13 وصلة 180 درجة مئوية. فوق 19 درجة مئوية، يزداد عدد وحدات وصلة السلسلة المطلوبة لنفس الدوران البالغ 180 درجة مئوية إلى 15. ويرجع ذلك إلى التباعد بين كل وصلة. ويبلغ الارتفاع 0.195 نانومتر. ويعني هذا التغيير وجود فرق كبير في صلابة جزيئات المسحوق تحت وفوق 19 درجة مئوية. فوق 19 درجة مئوية، يكون للرابطة درجة معينة من الإزاحة الزاوية، والتي تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة؛ فوق 30 درجة مئوية، يستمر اتجاه إزاحة الطاقة هذا في الزيادة حتى 327 درجة مئوية. هذا يعني أن الجسيمات تكون أكثر ليونة وأسهل تشوهًا عند درجات حرارة أعلى من 19 درجة مئوية. ولهذا أهمية توجيهية بالغة في اختيار عملية المعالجة اللاحقة لراتنج PTFE، وطريقة نقل المواد على خط التجميع، وتخطيط المعدات، وتحديد طريقة التعبئة والتغليف ودرجة حرارة التخزين. كما أنه بالغ الأهمية لاستخدام راتنج PTFE المشتت بعد عملية البثق. كما تلعب درجة الحرارة المستخدمة في صناعة الأغشية باستخدام طريقة التمدد دورًا رئيسيًا.

عند انخفاض درجة الحرارة عن 19 درجة مئوية، تكون الحالة البلورية لمادة PTFE شبكة ثلاثية الميل. عند 19 درجة مئوية، يتغير شكل البلورة، ويقل دوران أجزاء السلسلة قليلاً، وتتحول الشبكة الوحدوية إلى نظام بلوري سداسي. عند 30 درجة مئوية، تُظهر بلورة PTFE استرخاءً في التبلور، ويتغير الدوران المنتظم للروابط إلى لفات عشوائية. تُسمى هاتان النقطتان الحراريتان عمومًا نقطتي تغير الطور.

يؤدي ارتفاع التبلور والوزن الجزيئي لراتنج PTFE الغشائي المقاوم للماء والقابل للتنفس إلى لزوجة انصهار عالية للغاية. تتراوح اللزوجة الحركية المقاسة عند 380 درجة مئوية بين 1010 و1011 باسكال. كما أنه يفتقر إلى السيولة عند درجة حرارة الانصهار. لذلك، لا يمكن معالجة راتنج PTFE العام بطرق المعالجة المناسبة عمومًا للبلاستيك القابل للانصهار. لا يمكن معالجة راتنج PTFE المعلق إلا بطرق مشابهة لمسحوق المعادن. يُوضع مسحوق راتنج PTFE المعلق في القالب ويُضغط ويُشكل مسبقًا لتوزيع راتنج PTFE. يجب إضافة مادة معززة (مادة تشحيم) لتكوين عجينة قبل دفع القالب، ويجب تلبيده ليصبح منتجًا نهائيًا.