Producent 3M onderzoekt voortdurend manieren om beter, veiliger en duurzamer te produceren. 3M heeft een veelzijdige reeks van producten ontwikkeld die oplossingen bieden voor de moeilijkste toepassingen in uitlopende markten als de elektronica markt, de medische markt en de lucht- en ruimtevaart. Wij richten ons in dit artikel op het inzetten van de technische vloeistoffen van 3M in de medische sector.

3M Technische Vloeistoffen bieden oplossingen voor talrijke toepassingen waaronder solventreiniging en dampontvetting, warmteoverdracht, dompelkoeling, drageroplosmiddelen, brandbestrijding, coatings en aerosolformuleringen. Deze oplossingen leveren hoge prestaties en bieden tevens een hoge veiligheid. Bovendien helpen ze de milieueffecten tot een minimum terug te beperken.

3M  Novec Technische vloeistoffen toegelicht

3M technische vloeistoffen omvat 2 merknamen nl. 3M™ Novec™ en 3M™ Fluorinert™. Beiden zijn gebaseerd op gepatenteerde 3M fluorchemie.
 

3M™ Fluorinert™ vloeistoffen worden reeds tientallen jaren gebruikt voor dompelkoeling van vermogenselektronica. De ervaring met deze Fluorinert producten wordt gebruikt om de 3M™ Novec™ producten in te zetten in diverse andere processen. Beide delen dezelfde eigenschappen maar 3M™ Novec™ vloeistoffen hebben een beter duurzaamheidsprofiel.
 

3M™ Novec™ producten bieden tevens uitstekende alternatieven voor TCE(trichloorethyleen), nPB(n-propylbromide), CFKW’s(chloorfluorkoolwaterstoffen), HFK’s(fluorkoolwaterstoffen) en water gebaseerde reinigingsproducten. Ze zijn inert en hebben een zeer lage oppervlaktespanning en viscositeit. Hierdoor is het mogelijk om onregelmatige oppervlaktes te reinigen en in nauwe en moeilijk te bereiken ruimtes binnen te dringen.
 

Bij reiniging processen wordt gebruikt gemaakt van zowel zuivere Novec vloeistoffen als azeotrope mengels van Novec met Trans 1,2 dichloorethyleen (t-DCE) om het oplossend vermogen te vergroten. t-DCE wordt niet geclassificeerd als CMR toxisch.
 

Al deze eigenschappen gecombineerd met een lage verdampsnelheid, hoge dichtheid en kookpunten van 41 tot 76°C zorgen ervoor dat deze vloeistoffen kunnen gebruikt worden in typische dampontvettingsapparatuur. Het zijn gesloten systemen waardoor de kwaliteit van het product bewaard blijft en het verlies beperkt is.
 

Een monosolvent reiningsproces ziet er schematisch als volgt uit:

3M™ Novec™ technische vloeistoffen kunnen ook voor co-solvent processen gebruikt worden.

 

Toepassingen en markten

3M heeft een veelzijdige reeks van Novec producten ontwikkeld die oplossingen bieden voor de moeilijkste toepassingen. Het is een voorbeeld van een technologie die gebruikt wordt in uiteenlopende markten zoals de elektronica markt, de medische markt en de lucht- en ruimtevaart.

De Covid 19 pandemie heeft ertoe geleid dat bedrijven zich zijn gaan richten op de productie van beademingsapparatuur zoals medische ventilatoren. Daarom zullen we in dit artikel het gebruik van 3M™ Novec™ vloeistoffen in de medisch markt toelichten.
 

1. Het reinigen van onderdelen van zuurstofapparatuur

Het reinigen van onderdelen van medische apparatuur is een kritische toepassing voor zowel de functionaliteit als de veiligheid. Zuivere zuurstof die in contact komt met organische resten vormt een ernstig brand- en explosiegevaar. 3M™ Novec™ vloeistoffen kunnen gebruikt worden voor precisiereiniging van dergelijke onderdelen.
 

Technische vloeistoffen die hiervoor gebruikt kunnen worden zijn 3M™ Novec™ 71DE  in combinatie met een 3M™ Novec™ 7100. 3M™ Novec™ 7100-vloeistof kan worden gebruikt om het systeem grondig door te spoelen nadat dit is gereinigd met 3M™ Novec™ 71DE.
 

Ongeacht de methode moet elk reinigingssysteem voor zuurstofcomponenten worden gecontroleerd met behulp van procedures die zijn beoordeeld en gecertificeerd door gekwalificeerde personen of organisaties.
 

Onder de verschillende standaardtests met betrekking tot het reinigen van zuurstofsystemen zijn er twee belangrijke normen van de American Society for Testing and Materials (ASTM) waaraan het product moet voldoen:

• ASTM G93: Standaardprocedure voor reinigingsmethoden en hygiëneniveaus voor materiaal en apparatuur gebruikt in een met zuurstof verrijkte omgeving.
• CGA G-4.1: Reinigingsapparatuur voor zuurstofvoorziening (CGA: Compressed Gas Association)

2. Reiniging van andere medische precisieonderdelen

3M™ Novec™ technische vloeistoffen bieden een uitstekende compatibiliteit met stress gevoelige materialen zoals polycarbonaat en acrylaten die in de medische industrie vaak gebruikt worden. Hun lage oppervlaktespanning, lage viscositeiten en hoge dichtheden zorgen ervoor dat ze gemakkelijk kunnen gebruikt worden in dampontvettingsmachines.Ze drogen snel zonder vlekken achter te laten en veroorzaken geen corrosie. Ze bevorderen ook niet de groei van andere micro-organismen.

In de volgende tabel een overzicht van mogelijk te reinigen onderdelen en materialen:



3. Deposities

3M™ Novec™ vloeistoffen kunnen dispersies vormen met een breed scala aan coatings, maar ook met smeermiddelen, siliconen, teflon en heparine.
 

Gefluoreerde oliën en vetten zoals Krytox™ producten van Chemours worden vaak gebruikt in LOX/GOX-systemen vanwege hun uitstekende compatibiliteit met zuurstof. Om deze materialen toe te passen is vaak een oplosmiddeldrager nodig. Het vluchtige oplosmiddel gemengd met het smeermiddel, vermindert de viscositeit van het smeermiddel wat resulteert in een gelijkmatige afzetting, perfecte verspreiding en penetratie in nauwe ruimtes. Voor dit doel moet het oplosmiddel een lage viscositeit en oppervlaktespanning hebben. Het oplosmiddel verdampt na het afzetten van het smeermiddel. Gefluoreerde vloeistoffen, met name Novec vloeistoffen zijn hiervoor uitermate geschikt.  Als gevolg van de beperkingen in  EU met betrekking tot regel- en milieuwetgeving is de keuze van geschikte gefluoreerde oplosmiddeldragers beperkter geworden. Het gebruik van geperfluoreerde oplosmiddelen neemt snel af vanwege hun zeer hoge aardopwarmingsvermogen (GWP) (tussen 5000 en 10000, afhankelijk van het moleculair gewicht), evenals dat van HFK's, die op dit moment uitgefaseerd worden. Op zoek naar alternatieven kiezen veel klanten hydrofluoroethers (HFE's) als een betrouwbare oplossing voor meerdere toepassingen.

Voorbeelden van medische depositietoepassingen:

Conclusie

3M technische vloeistoffen hebben unieke eigenschappen die samengevat de volgen voordelen bieden:

Hierdoor kunnen ze ingezet worden voor zeer uiteenlopende toepassingen en bieden ze innovatieve oplossingen waarmee u als gebruiker geen concessies hoeft te doen op gebied van prestaties, veiligheid en duurzaamheid.