材料情報
PFAの概要と性能
パーフルオロアルコキシ(PFA)はフッ素樹脂のひとつで、より正確にはフルオロカーボンの一種です。フルオロカーボンは、ポリマーの炭素原子がフッ素原子あるいは実質的にフッ素といえるもののみと完全に結合している物質を指します。一方、一般的なフッ素樹脂は、フッ素原子のかなりの部分が別のハロゲンや水素と置き換えられている場合があり、このことが樹脂の熱特性、耐薬品性、清浄性にマイナスの影響を及ぼす場合があります。
PFAの組成:
- 76.0% フッ素
- 23.8% 炭素
- 00.2% 酸素
PFA分子構造
吸収性と透過性
プラスチックおよびエラストマーは、金属とは異なり、接触する材料(特に有機液体)を量はそれぞれ異なりますが吸収します。PFAの吸収作用は通常低く、樹脂とその他の物質間の化学反応もほぼ起きません。 吸収性は他の作用と組み合わされた場合、特定の化学環境における耐用性に影響を及ぼします。例外的なケースであっても、インプロセス試験の大切さはこの点が重視されることによります。
吸収性に密接に関わるのが透過性で、活性化拡散プロセスについては、プラスチックメンブレンを通る気体、蒸気、液体の透過性も通常、検討材料となります。メンブレンに溶け込む気体、蒸気、液体は、そのうち低濃度の成分として拡散します。
透過率は、浸透する分子の大きさ、差圧の存在、温度、プラスチックメンブレンの密度によって決まります。
耐クリープ性
流体制御システムの設計の重要な決め手は、意図する応力において低いクリープ率を示す材料を特定することです。あらゆるフッ素樹脂材料において、PFAは最高レベルの耐クリープ性を示し、
室温で応力3447.5 kPaのとき10,000時間経過後のクリープ率が1.2%、100°Cの場合は4%、200°Cでもわずか6.3%です。これは重要な判断基準で、高クリープ率の材料は不測の結果や早期の不具合発生につながる可能性があるため避ける必要があります。
ハンドリングの安全性
50年以上にわたり、 インテグリスはTeflon®フッ素樹脂のハンドリングに起因する重傷、長期疾患、死亡インシデントを記録していません。さらに、試験によれば、これらの樹脂は食物とともに体内に取り込まれても害はなく、皮膚にも刺激や感作がないことが示されています。非加熱製造で成形されたテフロン樹脂のハンドリングによって人体に皮膚炎、アレルギー、その他の害を及ぼした例はこれまでに知られていません。
加熱されたテフロンフッ素樹脂に人体がさらされた場合でも、致死効果は確認されていません。ただし、そのような暴露はポリマーヒューム熱と呼ばれるインフルエンザのような症状を一時的に引き起こします。この症状は通常、暴露後2~3時間以上経過してから発生することが多く、治療を受けなくても36~48時間以内には治まります。観察によれば、このような発作に持続的影響はなく、また蓄積的影響もないことが示されています。
このような発作が起きる場合は通常、樹脂加工作業で使用される高温でポリマーから発生した蒸気への暴露の後です。このような問題の可能性と結果として生じる作業員の不快をなくすために、一般的に換気が行われます。
PureBond®パイプ部品の溶着時には、通常作業場で実施される程度の換気で十分で追加の換気は不要です。これは、熱せられるPFAが比較的少量であるためです。
作業員の不快やポリマーヒューム熱を防ぐさらなる安全上の措置として、ピュアボンドパイプ部品の溶着時は禁煙とします。これにより、たとえ少量であっても、火のついたタバコの通過時に加熱されるおそれのある分解生成物を体内に吸引する可能性が低くなります。