Sušiče Nafion

Perma Pure LLC vyrába komponenty a zariadenia primárne určené pre sušenie a zvlhčovanie plynov. Základom tejto technológie je Nafion®, kopolymér vyrábaný firmou Dupont. Tento kopolymér je vysoko selektívny a ideálny pre odstraňovanie vodnej pary z plynov. Perma Pure spracováva Nafion do hadičiek rôznych priemerov a optimalizuje prenos vody cez stenu hadičky. Vodná para prechádza stenou membrány Nafion a vyprcháva do vonkajšieho prostredia (vzduchu alebo plynu). Tento proces je nazývaný "perevaporation" a je závislý na gradiente vlhkosti medzi plynom vo vnútri a prostredím mimo steny hadičky. Okrem sušenia a zvlhčovania plynov môže byť hadička Nafion využitá ako iónovo-výmenná membrána.

Čo je Nafion?

Nafion je kopolymér tetrafluoroetylenu (Teflon®) a perfluoro-3,6-dioxo-4-metyl-7-oktén-sulfónovej kyseliny. Podobne ako Teflon, Nafion má vysokú chemickú odolnosť, ale prítomnosť funkčných skupín - sulfónové kyseliny mu dáva neobvyklé vlastnosti. Kyselina sulfónová má vysokú afinitu k vode a je schopná absorbovať 13 molekúl vody na jednu skupinu sulfónovej kyseliny v polyméri. Nafion absorbuje až 22% vody (hmotnostný podiel).

Prenos vody cez mikroporéznu permeačnú membránu je veľmi pomalý proces difúzie. Nafion, na rozdiel od mikroporéznych membrán, odstraňuje vodu absorpciou (hydratáciou). Táto absorpcia vykazuje kinetickú reakciu prvého poriadku, takže rovnováha je ustanovená veľmi rýchlo (typicky počas milisekúnd). Keďže sa jedná o špecifickú chemickú reakciu s vodou, plyny sú iba vysušené bez toho aby došlo k zmene ich podstaty.

Selektivita

Nafion nie je len vysoko chemicky odolný materiál, ale vyniká aj vysokou selektívnou absorpciou a transportom chemických zlúčenín. Väčšina zlúčenín je kvantitatívne zachovaná. Hoci polárne organické zlúčeniny nenapadajú a nepoškodzujú Nafion, u niektorých z nich dochádza k stratám vďaka absorpcii. Amoniak a amíny sú tiež absorbované.

Teplotná, tlaková a chemická odolnosť

Hadičky Nafion sú stabilné aj pri vyšších teplotách. Ako je uvedené vyššie, ich chemická odolnosť je podobná teflónu a veľmi málo látok reaguje s týmto materiálom. Dokonca vzorky obsahujúce vysoké koncentrácie korozívnych plynov ako napr. fluorovodík alebo chlorovodík môžu byť veľmi dobre sušené. Hadičky Nafion a väčšina sušičov a zvlhčovačov Perma Pure obsahuje puzdro pre oplachovanie sušiacom plynom a fitingy pre pripojenie plynov, ktoré sú vyrábané z nerezovej ocele alebo polyméru na báze fluorovaných uhľovodíkov, prípadne polypropylénu. Pre sušenie plynov pri vyšších prietokoch sú hadičky Nafion zakomponované do chemicky odolnej epoxidovej živice. Teplotná odolnosť sušičov závisí na použitých materiáloch (vzorka neprichádza do kontaktu s puzdrom sušiča, ale s príslušnými fitingami.

Sušiče radu MD s jednou hadičkou Nafion majú maximálnu prevádzkovú teplotu 100 ° C pre polypropylén a 150 ° C pre fluorovodíkový polymér alebo nerezovú oceľ. Ak sú hadičky Nafion spájané do zväzkov epoxidovej živice, maximálna teplota je 120 ° C. Maximálny vnútorný tlak pre všetky sušiče Nafion je obmedzený na 5 bar (80 psi) pri 20 ° C. Niektoré špeciálne sušiče majú zvýšenú tlakovú odolnosť.

Preverená technológia

Výrobca Perma Pure vyvinul sušiče Nafion pred viac ako 25 rokmi. Dnešné sušiče Perma Pure sú štandardom rozšíreným pre úpravu vzoriek v rôznych oblastiach - medicíny, vedeckých prístrojoch a priemyselných systémoch. Zvlhčovače Perma Pure sa rozšírili ako aj v analytických prístrojoch, tak aj pri špeciálnych aplikáciách v oblasti medicíny a zvlhčovania vodíka pri mikropalivových článkoch.