Para um aquecedor de bainha PFA (perfluoroalcóxi) usado para manter 100 graus em uma solução de ácido clorídrico a 20%, como a absorção de água do polímero (0,03% vs. 0.08%) altera a taxa de permeação de HCl e o tempo para ataque ácido no fio de resistência?

PFA absorbs 0.03-0.08% water in 20% HCl @ 100°C depending on grade and processing. The HCl permeation rate through the polymer wall increases with increasing water absorption (0.08%). The HCl permeation rate is 0.02-0.05 g/m2.day at 0.03% water absorption, and the time to acid attack on the resistance wire is >10.000 horas. A absorção de água é de 0,08% com taxa de permeação de 0,08 a 0,15 g/m2-dia e tempo de ataque de 2.000 a 5.000 horas. A água absorvida atua como plastificante do polímero, aumentando o volume livre e permitindo uma difusão mais rápida do HCl.

Mecanismo de aumento da permeação de HCl pela água

As porções amorfas do PFA podem absorver moléculas de água que aumentam o volume livre. As moléculas de HCl estão espalhadas por esses locais. O aumento do teor de água resulta em maior coeficiente de difusão (D) e solubilidade (S) do HCl. P=D x S (taxa de permeação)

Permeação quantitativa de HCl versus absorção de água

Absorção de água (%) Taxa de permeação de HCl (g/m2·dia)Tempo de corrosão do fio (horas)
0.01 0.01-0.02 >20,000 0.03 0.02-0.05 >10,000 0.05 0.04-0.08 5,000-10,000 0.08 0.08-0.15 2,000-5,000 0.10 0.12-0.20 1,000-3,000
Manual de controle de absorção de água

Absorção de Água (%) Grau Recomendado Vida Esperada (1.000 horas)<0.03 High-purity PFA >10,000 0.03-0.05 Standard PFA 5,000-10,000 0.05-0.08 Off-grade PFA 2,000-5,000 >0,08Não aceitável<2,000
Criando uma especificação informada

Use PFA com absorção de água inferior a 0,03% (alto-grau de pureza) como aquecedor de PFA em 20% de HCl a 100 graus. O engenheiro reduz a permeação de HCl regulando a absorção de água e assim preserva a resistência do fio.