تحليل موجز لأسباب إمكانية استخدام الأغشية المقاومة للماء والمسامية بشكل طبيعي في درجات الحرارة العالية

غشاء PTFE المقاوم للماء والمسامي عبارة عن بوليمر عالي التبلور، حيث تصل نسبة تبلور مادته الخام إلى 92% إلى 98%. مع ذلك، بعد المعالجة أو التلبيد والتبريد، تنخفض نسبة التبلور إلى 70% كحد أقصى من نسبة تبلور المادة الخام. عند درجة حرارة 19 درجة مئوية، يتخذ PTFE بنية حلزونية فراغية، حيث تدور كل 13 حلقة بزاوية 180 درجة مئوية. عند درجات حرارة أعلى من 19 درجة مئوية، يزداد عدد حلقات السلسلة اللازمة للدوران نفسه بزاوية 180 درجة مئوية إلى 15 حلقة، وذلك بسبب المسافة بين كل حلقة. تبلغ الزيادة 0.195 نانومتر. هذا التغير يعني وجود فرق كبير في صلابة جزيئات المسحوق عند درجات حرارة أقل من 19 درجة مئوية وأعلى منها. عند درجات حرارة أعلى من 19 درجة مئوية، تُظهر الرابطة درجة معينة من الإزاحة الزاوية، والتي تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة؛ وعند درجات حرارة أعلى من 30 درجة مئوية، يستمر هذا الاتجاه في الازدياد حتى 327 درجة مئوية. هذا يعني أن الجزيئات تصبح أكثر ليونة وأسهل في التشوه عند درجات حرارة أعلى من 19 درجة مئوية. ولهذا الأمر أهمية بالغة في توجيه 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 بثق المعجون. وتلعب درجة الحرارة المستخدمة في تصنيع الأغشية باستخدام طريقة التمديد دورًا رئيسيًا أيضًا.

عندما تكون درجة الحرارة أقل من 19 درجة مئوية، تكون الحالة البلورية لمادة PTFE ثلاثية الميل. عند 19 درجة مئوية، يتغير شكل البلورة، ويصبح دوران أجزاء السلسلة أصغر قليلاً، وتتحول الشبكة الوحدوية إلى نظام بلوري سداسي. عند 30 درجة مئوية، تُظهر بلورة PTFE استرخاءً بلوريًا، ويتحول الدوران المنتظم للروابط إلى التفاف عشوائي. تُسمى هاتان النقطتان الحراريتان عمومًا بنقطتي تحول الطور.

ينتج عن التبلور العالي والوزن الجزيئي العالي لراتنج PTFE المستخدم في الأغشية المقاومة للماء والمسامية لزوجة انصهار عالية للغاية. تبلغ اللزوجة الحركية المقاسة عند 380 درجة مئوية 10¹⁰ إلى 10¹¹ باسكال.ثانية. كما أنه يفتقر إلى السيولة عند درجة حرارة الانصهار. لذلك، لا يمكن معالجة راتنج PTFE العادي باستخدام طرق المعالجة المناسبة عادةً للبلاستيك القابل للمعالجة بالصهر. أما راتنج PTFE المعلق، فلا يمكن معالجته إلا بطرق مشابهة لتقنية تعدين المساحيق. يُوضع مسحوق راتنج PTFE المعلق في القالب ويُضغط ويُشكّل مسبقًا لتوزيع الراتنج. يلزم إضافة مُعزز (مادة تشحيم) لتكوين عجينة قبل دفع الشكل الأولي، ثم يجب تلبيده ليصبح المنتج النهائي.