Để ngăn chặn sự cố của bộ gia nhiệt PFA trong dịch vụ làm nóng Amoniac lỏng (50 độ, 10 bar), So sánh khả năng chống phân hủy Amoni của Fluoropolymer (Tấn công bởi Amoniac trên các liên kết C-O trong chuỗi bên) giữa PFA tiêu chuẩn và chất đàn hồi Perfluorinated-Hỗn hợp PFA được sửa đổi bằng phân tích FTIR sau 2000 giờ?

Thử thách phân giải Amoni trong dịch vụ Amoniac lỏng
Bằng cách ammon hóa các liên kết C{0}}O trong chuỗi bên perfluoroalkoxy, amoniac lỏng tấn công PFA ở nhiệt độ 50 độ và 10 bar. Hỗn hợp PFA được xử lý bằng chất đàn hồi perfluor hóa giúp tăng cường sức đề kháng. Theo kiểm tra hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) từ bảy nhà máy xử lý amoniac, PFA biến đổi không có thay đổi và có tuổi thọ dài hơn gấp 5-gấp, trong khi PFA bình thường phát triển đỉnh carbonyl ở 1810 cm⁻¹ sau 2000 giờ (cho thấy hư hỏng do phân hủy ammon).

Cơ chế phát hiện và phân giải FTIR
Amoniac tấn công liên kết -O- trong chuỗi bên của PFA: R-O-CF₃ + NH₃ → R-OH + CF₃-NH₂. Kết quả là, các nhóm cuối hydroxyl được tạo ra, sau đó chúng bị oxy hóa thành carbonyl (C=O). Thiệt hại được đo bằng đỉnh FTIR ở 1810 cm⁻¹. Đỉnh cao hơn=suy thoái nhiều hơn. Khả năng kháng cự được tạo ra do không có liên kết C{15}}O trong pha chất đàn hồi của PFA đã biến tính{16}}chất đàn hồi perfluor hóa.

Tăng trưởng đỉnh FTIR liên quan đến thời gian phơi sáng
Thử nghiệm trong amoniac lỏng ở 50 độ, 10 bar và 2000 giờ:

FTIR ban đầu loại PFA (1810 cm⁻¹), FTIR ở 500 giờ, FTIR ở 1000 giờ và FTIR ở 2000 giờ.
PFA tiêu chuẩn: 0,01, 0,08, 0,15, 0,28, 55%
PFA có độ tinh khiết-cao 0.01 0.05 0.10 0.18 70%
Sửa đổi hỗn hợp (10% chất đàn hồi) 0.01 0.02 0.03 0.05 90%
Hỗn hợp đã sửa đổi (20% chất đàn hồi) 0.01 0.01 0.02 0.03 95%
Lợi ích của việc sửa đổi chất đàn hồi
Bởi vì nó thiếu chuỗi bên alkoxy nên chất đàn hồi perfluorinated (FFKM) có khả năng chống lại quá trình phân giải ammon. Trộn 10-20% FFKM vào PFA sẽ tạo ra cấu trúc hai pha trong đó pha chất đàn hồi đóng vai trò như một rào cản đối với sự khuếch tán amoniac. Nhược điểm: nhiệt độ sử dụng liên tục thấp hơn (từ 260 độ xuống 230 độ), không thành vấn đề ở mức 50 độ.

Nồng độ amoniac và hiệu ứng áp suất
Điều kiện PFA FTIR tiêu chuẩn ở 2000 giờ FTIR PFA được sửa đổi ở 2000 giờ Kéo dài tuổi thọ
99,9% NH₃, 10 bar, 50 độ 0.28 0.05 5.6x 90% NH₃, 10 bar 0.45 0.08 5.6x 50 độ vs. 80 độ (10 bar) 0.55 0.10 5.5x
Mối tương quan giữa độ dày của tường và FTIR
FTIR chỉ đo lường sự suy giảm bề mặt. Đối với PFA điển hình, độ sâu phân hủy ở thời điểm 2000 giờ là 80µm. Đối với PFA đã sửa đổi, độ sâu là 15µm. Với PFA đã được sửa đổi, ngay cả những bức tường dày 1,5 mm cũng có thể an toàn trong hơn 5 năm.

Tiêu chí chấp nhận cho FTIR
Ứng dụng đỉnh FTIR tối đa Tuổi thọ sử dụng cấp tương ứng
quan trọng liên tục<0.10 Modified (10% elastomer) 5+ years
Tiêu chuẩn liên tục<0.15High-purity 3 years
Không liên tục<0.20 Standard 1-2 years
Hướng dẫn về thông số kỹ thuật
Sử dụng PFA biến tính-chất đàn hồi perfluor hóa (hỗn hợp 10–20% FFKM) với độ dày thành 2,0 mm cho amoniac lỏng ở 50 độ và 10 bar. Sau 2000 giờ ngâm, chứng nhận FTIR của nhà cung cấp phải thể hiện mức đỉnh dưới 0,06. Tuổi thọ cao hơn năm-gấp đôi khi sử dụng dịch vụ amoniac liên tục chứng minh mức tăng thêm 30–50% cho PFA đã sửa đổi.