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    T-FIT隔熱產品有助于減少潔凈室顆粒物污染

    時間:2022-05-24  瀏覽次數:63

      盡管在設計特點、著裝與操作準則方面已有大量的必要標準和規范,以較大限度地減少潔凈室中的顆粒污染物,但業內很少或根本沒有正式考慮諸如用于隔熱的材料所起的作用。在此,Zotefoams公司T-FIT隔熱產品全球開發經理Mike Rust就這類問題進行了探討,并介紹了測試方案,以在潔凈室的通常切割和裝配操作過程中測量三種不同類型隔熱材料的顆粒物成分。

      無論是在何處的潔凈室進行制造生產,無論是制藥、生物技術還是半導體,環境設計都須確保產品的安全性和質量。潔凈室在設計上較大限度地減少了引入和循環潛在污染物,而控制顆粒物的排放,則對保持安全、清潔的環境至關重要。

      潔凈室的建筑構造(墻壁、地板和天花板)須遵循嚴格的工程標準和規范,以在顆粒物釋放方面維持空氣質量。2016年,潔凈室公認標準ISO 14644專門擴展到包括“根據懸浮顆粒物濃度評估設備使用的適用性”,盡管其沒有擴展到所用材料的選擇、測試或易于清潔等重要事項。

      在所有對預防、監控和控制顆粒物的關注中,經常會忽視一個重要方面,即隔熱材料對顆粒物水平的影響。這些隔熱材料可控制潔凈室內部和周圍的工藝管道及暖通空調設備的表面溫度,同時節約能源并為操作員提供個人保護。

      無論選擇哪種類型的隔熱材料,在安裝過程中都須切割至合適尺寸,很可能要使其適合有限密閉空間中復雜的管道系統,且所有操作都在現場進行。安裝之后, 隔熱材料并不是簡單的“安裝即忘記”,而是通常要定期檢查,將其拆開以便進行管道維護修理。而正是在拆開過程中,傳統隔熱產品會向潔凈室環境排放可能有害的顆粒物,從而構成較大的風險。

      據我們所知,目前還沒有公認的獨立測試,來比較潔凈室常用的不同隔熱材料的顆粒物排放性能。對于那些確定合適隔熱解決方案的決策人士來說,這種情況很是無助。

      考慮到上述所有情況,Zotefoams委托總部位于英國的衛生咨詢公司Occhnet,設計并進行了T-FIT Clean泡沫隔熱材料的獨立測試,該材料由Zotefoams公司的ZOTEK F高性能PVDF(聚偏氟乙烯)閉孔泡沫制成。針對兩種分別由箔背石棉和帶有PVC(聚氯乙烯)護套的柔性開孔三聚氰胺制成的傳統隔熱產品,對T-FIT Clean實施了性能比較測試。試驗測量了材料切割過程中釋放到空氣中的顆粒物指示濃度。

      測試復制了較壞的情況,即操作人員在潔凈室中切割以及切斷隔熱材料的情況,模擬在安裝和更換維護期間按尺寸切割的操作。

      將每個隔熱材料樣品,放入裝有顆粒物計數器的密封手套箱(如上圖)。這確保了一旦將測試樣品和測試設備放在里面后,不會再有顆粒物進入。手套箱中不包含空氣交換或過濾系統。

      為了穩定背景顆粒物讀數,程序開始時有二分鐘的靜態期,在此期間手套箱內沒有移動。在靜態期結束后,每個試件在90°和45°分別進行三次切割。切割持續進行一分鐘,然后又是二分鐘的靜態期。

      為了測量手套箱內背景顆粒物的任何增加,在0.5、1.0、3.0、5.0和10.0µm的粒度下,以2.83l/m的流速進行µg/m3差分讀數。

      三種材料之間測量和比較產生的結果,很值得負責潔凈室設計及操作的人員考慮。

      T-FIT Clean產品:如下圖所示,在靜態期的前二分鐘,顆粒物數穩步下降。在切割和操作過程中,以及在最后兩分鐘靜態期,顆粒物數持續逐漸減少,表明T-FIT Clean沒有排放測量粒度(0.3至10µm)內的顆粒物。Occhnet的結論說,“在切割期間沒有可檢測到的顆粒物釋放。”

      柔性開孔三聚氰胺材料:在對這種通常安裝在潔凈室中的典型三聚氰胺產品進行切割和操作時,背景顆粒物顯著增加,表明這些材料甚至在進行切割前就向環境中添加了大量顆粒物(參見下圖,其中顆粒物計數從200萬開始)。Occhnet觀察到,如果不壓縮材料,就很難實現干凈的切割,因為材料會從開孔結構中釋放空氣,這與顆粒物數量的增加相吻合。

      箔背石棉材料:顆粒物計數在靜態期間是穩定的,但在開始切割后,顆粒物計數顯著增加,尤其是對于較大的顆粒物(如下圖)。根據Occhnet,雖然不壓縮樣品也可以進行干凈的切割,“但材料顯得易碎,計數增加表明與材料的切割有關。”

      應當注意的是,這種材料含有粘合纖維的膠水,在高溫下應用時,性狀會惡化,從而增加顆粒物排放隨時間而增加的可能性。

      T-FIT Clean產品對顆粒物排放的較佳控制,在于其獨特的三階段泡沫制造工藝,使用純氮氣作為發泡劑,從而生產出具有較為一致的精細閉孔結構的泡棉材料。

      在一階段,將純PVDF聚合物擠壓成固體板,然后通過輻射產生化學鍵以連接聚合物鏈(交聯)。與非交聯材料相比,這會導致優異的熱穩定性、高強度和韌性,并且通過輻射交聯還能防止通常與熱塑性材料相關的收縮。二階段應用較高的壓力和溫度將氮氣溶解到板材中。在第三階段,將氮飽和的板材進行二次高溫低壓循環,逐漸釋放壓力,使材料自由膨脹成泡棉片。

      其結果是一種精細的完全閉孔結構,表現出全面的卓越性能,不僅體現在限制顆粒物排放方面,而且也體現在潔凈室隔熱效率的所有指標上。T-FIT Clean還具有極強的抗細菌和霉菌生長能力,其經過ASTM G21測試的零真菌生長性能,為產品污染風險提供了長期保護。與開孔材料相比,T-FIT更有效地限制了水分和氣體的滲透,因為沒有可讓物質通過的連續網絡。

      對于高溫環境,T-FIT Clean提供了堪稱典范的消防安全保證。根據ASTM E84對材料表面燃燒特性的規定,T-FIT Clean在3mm處的等級為0/0(火焰蔓延指數/發煙指數),是所有聚合物/彈性體隔熱材料中火焰、煙霧和毒性較低的等級。

      從-80 oC到+160 oC的寬泛工作溫度范圍,加上材料的耐用性,確保了熱性能長期保持不受影響,即使在冷卻過程溫度和高清洗溫度(就地清洗、就地消毒)之間反復循環時也是如此。

      通過免費安裝試用T-FIT Clean,T-FIT為客戶提供了在真實潔凈室條件下“測試較佳”的機會。如需申請試用,或了解有關比較測試的更多信息,請至T-FIT官網問詢。(完)

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