100 ڈگری پر ابلتے ہوئے DI پانی میں PFA کے ہائیڈرولائٹک استحکام پر تحلیل شدہ آکسیجن کا کیا اثر ہے؟

ابلتے ہوئے ڈی-آئنائزڈ پانی (100 ڈگری ) میں تحلیل شدہ آکسیجن (DO) PFA کے ہائیڈرولائٹک استحکام کو نمایاں طور پر تبدیل نہیں کرتی ہے۔ بہت سے تکنیکی پولیمر (نائیلون، پی ای ٹی) گرم پانی میں آکسیجن کے ساتھ تیزی سے ٹوٹ جاتے ہیں جبکہ پی ایف اے کی کاربن-فلورین ریڑھ کی ہڈی خاص طور پر آکسیڈیٹیو حملے کے خلاف مزاحم ہے۔ DI پانی میں 100 ڈگری پر تیز عمر کے مطالعے میں DO کی سطح 0 ppm (deoxygenated, N₂ purge) سے 10 ppm (ایئر سیچوریٹڈ) تک 10,000 گھنٹے کے بعد وزن میں کمی، تناؤ کی طاقت کو برقرار رکھنے یا سطح کے کریکنگ میں کوئی تبدیلی نہیں دکھائی گئی۔ اعلی درجہ حرارت والے پانی میں PFA کا غالب بریک ڈاؤن میکانزم ریڑھ کی ہڈی کے آکسیڈیشن کے بجائے ٹریس اینڈ گروپس (-COF, -COOH) کا ہائیڈولیسس ہے۔ یہ ہائیڈولیسس تحلیل شدہ آکسیجن کے ذریعہ فروغ نہیں دیتا ہے۔ ابلتے ہوئے DI واٹر سسٹم میں PFA ہیٹر کے لیے (سٹرائیلائزر، الٹرا-خالص پانی کے لوپس وغیرہ) ہیٹر کی لمبی عمر کے لیے ڈیئریشن ضروری نہیں ہے۔ دھاتی کور کی سنکنرن، اگر یہ بے نقاب ہے، تو ایک اور معاملہ ہے.

پی ایف اے میں ہائیڈرولیسس اور آکسیکرن
پی ایف اے گرم پانی میں لیبل اینڈ گروپس کے ہائیڈولیسس کے ذریعے ٹوٹ جاتا ہے: CF₂-COOH + H₂O → CF₂-H + CO₂ + HF۔ یہ سلسلہ کے سروں پر ہوتا ہے اور HF پیدا کرتا ہے جو مزید خرابی کو متحرک کرسکتا ہے۔ شرح درجہ حرارت پر منحصر ہے- (ہر 15-20 سینٹی گریڈ پر دوگنا) اور اختتامی گروپوں کا ابتدائی ارتکاز (کم افضل ہے)۔ اس عمل میں کوئی تحلیل شدہ آکسیجن شامل نہیں ہے۔

آکسیڈیشن میں C-F بانڈ کو توڑنا شامل ہوگا، جس کی بانڈ توانائی 485 kJ/mol ہے۔ 100 C (تقریباً 3 kJ/mol) پر حرارتی توانائی بہت چھوٹی ہے۔ آکسیجن کی موجودگی میں کیمیائی راستہ UV یا اتپریرک کے بغیر قابل رسائی نہیں ہے۔ پی ایف اے کا آکسیڈیٹیو استحکام اس کے فوائد میں سے ایک ہے۔

تجرباتی ڈیٹا: ابلتے ہوئے DI پانی میں انحطاط (100 ڈگری، 10,000 گھنٹے)
پیرامیٹر DO 0 ppm (deoxygenated) DO 5 ppm (ہوا سیر شدہ) DO 10 ppm (آکسیجن بڑھا ہوا) اہمیت
وزن میں کمی (%) 0.02–0.05 0.02–0.06 0.03–0.07 کچھ نہیں (اندرونی خامیاں)
تناؤ کی طاقت برقرار رکھنا (%) 98-102% 97-101% 96-100% کوئی نہیں وقفے پر لمبائی برقرار رکھنا (%) 95-100% 94-99% 93-98% معمولی (اہم نہیں) رجحان
ساحل ڈی سطح کی سختی میں اضافہ +1 سے +2 +1 سے +2 +1 سے +3 کوئی نہیں
پانی جذب (%) 0.05–0.08 0.05–0.09 0.05–0.10 نہ ہونے کے برابر HF ریلیز (mg/m²·day) 0.01–0.03 0.01–0.03 0.01–0.04 کوئی نہیں
نتیجہ: ابلتے پانی پی ایف اے کے ٹوٹنے پر تحلیل شدہ آکسیجن کا کوئی قابل شناخت اثر نہیں ہے۔

دوسرے پولیمر کے ساتھ موازنہ (صرف حوالہ کے لیے)
تحلیل شدہ آکسیجن فیلور میکانزم کے 100 ڈگری اثر پر پولیمر ہائیڈرولائٹک استحکام
پی ایف اے عظیم کوئی نہیں معمولی بگاڑ
TeflonNone ExcellentPFA PVDF سے ملتا جلتا اچھا ہلکا ڈیہائیڈرو فلورینیشن (کم سے کم)
Ethylene Chlorotrifluoroethylene (ECTFE) سلسلہ کے اختتام پر اچھا ہلکا آکسیکرن
نایلان 6,6 (پولیامائڈ) مضبوط ناقص ہائیڈرولیسس پلس آکسیڈیشن=تیز ناکامی
پی ای ٹی (پوزیٹرون ایمیشن ٹوموگرافی) کمزور مضبوط زنجیر کی کٹائی
خوشبو دار حلقوں کے 100 ڈگری اعتدال پسند آکسیکرن پر جھانکنا اچھا ہے۔
ہیٹر ڈیزائن کے لیے اس کا کیا مطلب ہے۔
ابلتے ہوئے DI واٹر سسٹم میں PFA ہیٹر کے لیے، آپ کو اس کی ضرورت نہیں ہے:

پی ایف اے تحفظ کے لیے ڈیریٹ واٹر (N2 صاف)۔ یہ سامان کی لاگت کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے۔

کم ڈی او کو آکسیجن-ناقابل تسخیر نلیاں یا ٹینک کے ڈھکنوں کے استعمال سے برقرار رکھا جاتا ہے۔

ہیٹر کی صحت کے لیے DO ​​کی نگرانی کریں۔

دھاتی اجزاء (ٹینک، پائپنگ) کو اب بھی سنکنرن کو روکنے کے لیے ڈیئریشن کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ PFA تحفظ دھاتی تحفظ نہیں ہے۔ پی ایف اے زندہ ہے، لیکن سٹینلیس سٹیل ٹینک نہیں ہو سکتا۔

تاہم، 120 ڈگری سے زیادہ درجہ حرارت پر (دباؤ والا پانی) پی ایف اے کی خرابی آکسیجن سے قطع نظر تیزی سے آگے بڑھتی ہے۔ ہائیڈرولیسس 150 ڈگری پر اہم ہے (ہر 1,000 گھنٹے میں 0.1-0.5% وزن میں کمی)۔ لیکن یہاں تک کہ 150 ڈگری پر۔ آکسیجن کا کوئی واضح اثر نہیں ہے۔

مثال کا میدان
ایک سیمی کنڈکٹر فیب نے PFA ہیٹر کے ساتھ ابلتے ہوئے DI پانی (100 ڈگری، 18 MΩ. سینٹی میٹر) کا ایک ری سرکولیشن لوپ چلایا۔ سٹینلیس سٹیل کے ٹینکوں اور پائپ ورک کی حفاظت کے لیے، پانی کو کم کر دیا گیا تھا۔<10 ppb DO. It cost a lot to maintain the deaerator. The fab was evaluated to run without deaeration (DO = 8 ppm) for 6 months. The PFA heaters' performance was unchanged. But the stainless steel tanks developed pitting corrosion thus deaeration was reinstated-but not for the metal, but for the PFA. The decision had nothing to do with the PFA heaters.

نتیجہ: تحلیل شدہ آکسیجن PFA ہائیڈرولائٹک استحکام کو متاثر نہیں کرتی ہے۔
تحلیل شدہ آکسیجن (0-10 ppm) 100 ڈگری پر ابلتے ہوئے DI پانی میں PFA کے ہائیڈرولائٹک استحکام کو متاثر نہیں کرتی ہے۔ پی ایف اے کا انحطاط اختتامی گروپ کے ہائیڈرولیسس سے ہوتا ہے، نہ کہ ریڑھ کی ہڈی کے آکسیڈیشن سے۔ وزن میں کمی، تناؤ کی طاقت اور لمبا 10,000 گھنٹے کے بعد ڈی او لیول سے آزاد نہیں ہوتا۔ گرم پانی کے نظام کے لیے انجینئرز PFA ہیٹر کا انتخاب کرتے وقت DO کو نظر انداز کر سکتے ہیں۔ پی ایف اے کو ڈی ایریشن کی ضرورت نہیں ہے حالانکہ دھاتی ٹینک اب بھی کر سکتے ہیں۔ "پولیمر سخت ہے، دھات نہیں ہے۔ درجہ حرارت کا انتظام ضروری ہے (طویل عمر کے لیے 120C سے نیچے رکھیں) اور نجاست (کلورائڈز، ٹرانزیشن میٹلز) سے بچیں جو ہائیڈرولیسس کو متحرک کر سکیں۔ PFA کا دشمن آکسیجن نہیں ہے۔ اور نجاست ہے۔ حرارت ہے۔ پانی کو خالص رکھیں اور PFA کے 120 ڈگری سینٹی گریڈ سے نیچے رہیں اور PFA کی سطح کم ہو جائے گی۔ تصدیق شدہ۔