PTFE와 PFA의 차이점

 

 

수년 동안 플루오로 폴리머(Fluoropolymers)는 광범위한 

화학물질로부터 Plant 설비와 일반 산업 설비의 장치류, 

배관, 밸브를 보호하는 역할에 적합한 물질로 알려져 있습니다. 

 

이는 엘라스토머(Elastomeric) 물질보다 열에 대한 안전성과 

내 화학성에서 더욱 우수한 성능을 발휘하기 때문입니다. 

 

PTFE가 개발 된 이후인 1960년대에 

용융 가공성 플루오르화 에틸렌 (FEP - Fluorinated ethylene-propylene)의 

도입은 더욱 새로운 응용분야를 만들었습니다. 

 

PFA (Perfluoro-alkoxy polymer)는 오랜 기간 동안 

안감 재료로 성공적으로 사용되었으며 가공성과 

기계적 강도, 열 및 내 화학성에 우수한 특성을 갖고 있는 재료입니다. 

 

화학 플랜트 산업에서 플루오 폴리머(Fluoropolymers)인 

PTFE와 PFA가 주로 라이닝 형태로 제작 사용됩니다. 

배관이나 굴곡진 구간의 조인트, 간단한 형상의 모양에

 PTFE를 일반적으로 사용합니다. 

 

하지만 밸브나 펌프의 Casing 과 같은 복잡한 주물 형태의 

구간에는 PTFE를 적용하는 것이 어렵습니다. 

PFA는 융점을 갖는 열가소성 재료를 성형 또는 

사출성형을 통해 처리할 수 있으며 압출기를 용융 상태로 압착하여 제작할 수 있습니다. 

 

이러한 방법을 통해 얻을 수 있는 이점은 정확한 두께로 제작할 수 있다는 점입니다. 

PTFE lined valve - 출처 omegavalve

PFA lined valve - 출처 Dipflone

 

흡수와 투과

금속과는 달리 엘라스토머 물질은 유기 화합물을 흡수합니다. 

벽 라이닝을 통해 투과된 유체에 의해 발생할 수 있습니다. 

 

이는 플루오로 폴리머(Fluoropolymers)에서는 거의 관찰되지 않지만, 

벽 두께가 증가하거나 벽 사이의 공간을 배출하기 위한 

간격이 있을 때 발생할 수 있습니다. 

PFA는 PTFE보다 조금 더 나은 장벽 특성이 있습니다.

 

진공상태에서 내구성

진공상태에서 화학적 처리를 통한 폐쇄 시스템 안에서 

PFA는 PTFE보다 안정적으로 동작합니다. 

다시 말해 진공에 의한 저항성이 우수하여 접착 특성과 

열 저항으로 인한 진공 저항을 유지할 수 있습니다. 

 

비용

PFA는 PTFE 보다 원자재 면에서 약 3배정도 비용이 많이 듭니다. 

따라서 매우 큰 부품에 적용할 목적으로 PFA를 사용하는 것보다는 

PTFE를 적용하는 것을 고려해야 합니다. 

 

다만 가공 방법이나 제작 시 발생하는 Loss 비율이 

PTFE보다 PFA가 낮기 때문에 전체 생산 비용을 

고려하여 물질을 선택할 수 있습니다. 

 

결론

PFA는 PTFE보다 원자재 비용이 비싼 많이 드는 만큼 

높은 열 내구성과 내 화학성을 갖고 있어 엄격한 

공정의 밸브나 펌프 하우징에 적합합니다. 

또한 피로 저항이 요구되는 공정이나 PTFE에서는 

사용할 수 있는 화학 공장과 설비에 적용할 수 있다는 이점이 있습니다.  

 

PFA를 통해 얻을 수 있는 정확한 벽 두께는 유량 값의 

보존이나 압력 손실을 낮출 수 있습니다. 

PFA는 고가이므로 불필요하게 사용하는 것 보다 PTFE를 

우선적으로 설계 검토하고 이를 적용할 수 없을 경우에 

PFA를 대체품으로 고려해야 한다는 것을 기억해야겠습니다. 

 

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