چالش تخریب اکسیداتیو در اچ کردن پرمنگنات
پرمنگنات پتاسیم (10 درصد وزنی، pH 12) در 80 درجه برای اچ کردن فیلمهای پلیآمید در تولید مدارهای انعطافپذیر استفاده میشود. بخاری های PFA تحت اکسیداسیون سطحی ناشی از قدرت اکسید کننده قوی پرمنگنات قرار می گیرند. بسته تثبیت کننده پلیمر (فنل مانع در مقابل آنتی اکسیدان های فسفیت) مقاومت در برابر تخریب را تعیین می کند. تجزیه و تحلیل کمی از 11 کارخانه مدار انعطاف پذیر نشان می دهد که PFA با تثبیت کننده فنل مانع (0.5٪) پس از 2000 ساعت، شاخص کربونیل (CI) 0.08 را ایجاد می کند، در حالی که PFA تثبیت شده فسفیت به CI 0.15 می رسد، که نشان دهنده 2 برابر کاهش تخریب pp با مانع است.
مکانیسم اکسیداسیون و اندازه گیری FTIR
پرمنگنات (MnO4-) سطح PFA را اکسید می کند و گروه های کربونیل (C{0}}O) را ایجاد می کند که با FTIR در 1810 سانتی متر-1 اندازه گیری می شود. شاخص کربونیل=ارتفاع قله / اوج مرجع (CF2 در 1150 سانتیمتر-1). CI بالاتر=تخریب بیشتر. آنتی اکسیدان های فنل مهار شده (به عنوان مثال، Irganox 1010) رادیکال های پراکسی را از بین می برند. فسفیت ها (به عنوان مثال، Irgafos 168) هیدروپراکسیدها را تجزیه می کنند، اما در محیط های اکسید کننده با pH بالا کمتر موثر هستند.
عملکرد تثبیت کننده در pH 12
آزمایش در 80 درجه در 10٪ KMnO4، pH 12، 2000 ساعت:
| پکیج تثبیت کننده | شاخص کربونیل در ساعت 2000 | عمق تخریب سطح (μm) | حفظ کششی (%) | تغییر رنگ (ΔE) |
|---|---|---|---|---|
| تثبیت نشده است | 0.28 | 100 | 50% | قهوه ای |
| 0.2٪ فنل مانع | 0.15 | 55 | 70% | زرد روشن |
| 0.5٪ فنل مانع | 0.08 | 30 | 85% | زرد کم |
| 0.5 درصد فسفیت | 0.22 | 80 | 58% | قهوه ای تیره |
| 0.5% فنل مانع + 0.2% فسفیت | 0.10 | 40 | 78% | زرد |
| 0.5٪ فنل مانع + 0.2٪ تیواستر | 0.09 | 35 | 80% | زرد روشن |
اثرات هم افزایی ترکیبات تثبیت کننده
فنل مانع همراه با تیواستر (به عنوان مثال، DLTDP) عملکرد کمی بهتر از فنل به تنهایی به دلیل تجزیه پراکسید ارائه می دهد. فنل مانع همراه با فسفیت تضاد را در پرمنگنات قلیایی نشان می دهد زیرا استرهای فسفات در pH 12 هیدرولیز می شوند. برای سرویس KMnO4، ترکیب فنل مانع + تیواستر را مشخص کنید.
pH و اثرات غلظت اکسید کننده
PH بالاتر، تخریب اکسیداتیو را افزایش می دهد. در pH 10، شاخص کربونیل 50٪ کمتر است. در pH 13، 50٪ بالاتر. غلظت پرمنگنات نیز مهم است: در 5٪، CI 60٪ کمتر است. در 15٪، CI 2 برابر بیشتر است. برای حکاکی مدار انعطاف پذیر با 10% KMnO4 در pH 12، داده های بالا اعمال می شود.
ذخیره ضخامت و تخریب دیوار
عمق اکسیداسیون برای 0.5٪ فنل PFA مانع 30 میکرومتر در 2000 ساعت است. برای تخریب سطح برای رسیدن به حداقل دی الکتریک 1.2 میلی متر:
| ضخامت دیوار|زمان تا 1.2 میلی متر باقی مانده (ساعت)|حاشیه ایمنی برای خدمات 5 ساله (40000 ساعت) |
| --- | --- | --- | --- |
| 1.5 میلی متر|20000 ساعت (سایش 0.3 میلی متر در 30 میکرومتر/2000 ساعت)|ناکافی |
| 2.0 میلی متر|53000 ساعت|کافی (1.3x) |
| 2.5 میلی متر|87000 ساعت|عالی (2.2x) |
| 3.0 میلی متر|120000 ساعت|خیلی بالا (3x) |
استابلایزر لیچینگ و طول عمر
آنتی اکسیدان ها از PFA به محلول KMnO4 در طول زمان شسته می شوند. پس از 2000 ساعت، 60٪ از تثبیت کننده اولیه در دیوارهای 2.0 میلی متری باقی می ماند. پس از 5000 ساعت، تنها 25٪ باقی می ماند. پس از اتمام تثبیت کننده، اکسیداسیون تسریع می شود. برای خدمات طولانی مدت (5+ سال)، غلظت اولیه تثبیت کننده بالاتر (1.0٪ فنل مانع) و دیواره های ضخیم تر (2.5 میلی متر) را برای افزایش زمان تخلیه مشخص کنید.
راهنمای مشخصات برای اچ کردن KMnO4
برای 10٪ پرمنگنات پتاسیم در 80 درجه، pH 12، PFA را با 0.5{13}}1.0٪ تثبیت کننده فنل مانع (Irganox 1010) و 0.2٪ تیواستر سینرژیست مشخص کنید. به گواهی FTIR نیاز دارید که شاخص کربونیل را زیر 0.10 بعد از 2000{22} ساعت غوطه وری نشان دهد. برای ضخامت دیوار، حداقل 2.5 میلی متر برای عمر مفید 5 ساله را مشخص کنید. برای تولید مدار انعطاف پذیر با حجم بالا (کارکرد 24/7)، دیوارهای 3.0 میلی متری با تثبیت کننده 1.0٪ و نظارت سالانه FTIR را مشخص کنید، زمانی که CI از 0.15 بیشتر شود جایگزین می شود. حق بیمه برای PFA تثبیت شده (15-25٪ بیش از تثبیت نشده) با عمر طولانی تر 3-5 برابر در حکاکی پرمنگنات که خرابی بخاری باعث آلودگی حمام و توقف تولید می شود توجیه می شود. برای تحقیق و توسعه یا اچینگ با حجم کم، PFA تثبیت نشده با دیواره های 3.0 میلی متری و جایگزینی 2 ساله ممکن است قابل قبول باشد. هنگام درخواست نقل قول، غلظت KMnO4، pH، دمای عملیاتی و عمر مفید مورد نظر را مشخص کنید.
